枯草芽孢杆菌酶在发酵工艺上的应用

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枯草芽孢杆菌的发现和应用研究进展

枯草芽孢杆菌的发现和应用研究进展

枯草芽孢杆菌的发现和应用研究进展枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种广泛存在于自然环境中的革兰氏阳性细菌,具有许多生物学特性,因此在科学研究和工业应用中备受关注。

以下将针对枯草芽孢杆菌的发现和应用进行综述。

首先,简要介绍枯草芽孢杆菌的发现。

枯草芽孢杆菌最早是由德国科学家C. Cohn于1872年从稻草中分离和鉴定出来。

随后,人们对其生物学特性和基因组结构进行了大量研究,发现它具有较小的基因组大小、高变异性以及丰富的代谢途径,这些特性为其广泛应用奠定了基础。

其次,探讨枯草芽孢杆菌的应用研究进展。

枯草芽孢杆菌在农业、医学、食品工业等领域都有广泛的应用价值。

在农业领域,枯草芽孢杆菌被广泛应用于植物生长调节、抗病虫害和土壤改良等方面。

它能够分解植物残渣,提高土壤有机质含量和养分供给,并产生一系列生物活性物质,如植物生长素和抗生素,从而促进植物的生长发育和抵抗病虫害。

此外,枯草芽孢杆菌还可以抑制一些植物病原真菌和细菌的生长,起到生物防治的作用。

在医学领域,枯草芽孢杆菌具有一定抗菌、抗肿瘤和免疫调节的功能。

研究表明,枯草芽孢杆菌能够产生抗菌物质,对一些常见病原菌具有较强的抑制作用,包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等。

另外,枯草芽孢杆菌菌株还能够产生一些抗肿瘤物质,如秋水仙素,对于某些肿瘤细胞具有抑制作用。

此外,枯草芽孢杆菌还能够刺激人体免疫系统,增加免疫细胞的活性,并促进巨噬细胞的活化。

在食品工业中,枯草芽孢杆菌具有辅助酿造、发酵和防止食品腐败等功能。

枯草芽孢杆菌可以产生多种酶,如淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶等,可用于酿造业的辅助加工,提高酿酒的产率和质量。

此外,枯草芽孢杆菌还能够发酵产生乳酸、醋酸等有益物质,用于食品添加剂和调味品的生产。

同时,枯草芽孢杆菌也可以抑制一些食品腐败菌的生长,延长食品的保质期。

除了上述应用领域外,枯草芽孢杆菌还在环境治理、生物能源等方面有一定的研究和应用价值。

例如,枯草芽孢杆菌可以降解废弃物中的有机物,减少环境污染;它还能够利用废弃物中的纤维素和淀粉等生物质资源,生产生物能源,如乙醇和氢气等。

枯草芽孢杆菌的研究进展与应用前景

枯草芽孢杆菌的研究进展与应用前景

枯草芽孢杆菌的研究进展与应用前景枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种常见的厌氧、革兰氏阳性、芽孢形成的细菌。

它以其广泛的分布范围、多样化的生态功能和潜在的应用价值而受到科学家们的广泛关注。

本文将从枯草芽孢杆菌研究进展的角度,介绍其在农业、食品工业和医药领域的应用前景。

枯草芽孢杆菌在农业领域有重要应用价值。

首先,它具有生防植物病害的能力,可以通过产生抗生素和竞争菌落等机制来抑制植物病原菌的生长。

此外,枯草芽孢杆菌还可以通过诱导植物的防御反应,增强植物对病害的抵抗性。

研究表明,枯草芽孢杆菌对多种农作物病害具有控制效果,例如水稻稻瘟病、玉米秸秆腐烂病等。

因此,利用枯草芽孢杆菌进行植物病害防治具有广阔的应用前景。

枯草芽孢杆菌在食品工业中也有潜在的应用前景。

它具有产生多种酶和代谢产物的能力,可以在食品加工中发挥重要作用。

例如,枯草芽孢杆菌能够产生纤维素酶和蛋白酶等酶类,在面粉加工中起到促进发酵和改善食品质量的作用。

此外,枯草芽孢杆菌还具有抗氧化和抗菌活性,可以作为食品中的天然防腐剂和保鲜剂。

因此,进一步研究和开发枯草芽孢杆菌在食品工业中的应用潜力具有重要意义。

除了农业和食品工业,枯草芽孢杆菌在医药领域也有着广泛的应用前景。

首先,枯草芽孢杆菌具有产生多种生物活性物质的能力,如抗生素、胞外酶和细胞因子等。

通过进一步研究和开发,这些天然产生的生物活性物质可以用于抗感染、抗癌和抗炎症等治疗领域。

此外,枯草芽孢杆菌还可以作为一种肠道益生菌,调节肠道菌群平衡,改善肠道健康。

近年来,越来越多的研究表明,肠道健康与诸多疾病的发生和发展密切相关,因此,进一步研究枯草芽孢杆菌的肠道益生菌作用对于人类健康具有重要的意义。

尽管枯草芽孢杆菌在农业、食品工业和医药领域的应用前景广阔,但也面临着一些挑战。

首先,枯草芽孢杆菌的研究与开发需要深入了解其遗传、代谢和生理特性等方面的基础知识。

此外,枯草芽孢杆菌的商业化应用还需要解决生产工艺、产品质量和市场需求等问题。

枯草芽孢杆菌简介及应用

枯草芽孢杆菌简介及应用

枯草芽孢杆菌简介及应用枯草芽孢杆菌简介枯草芽孢杆菌(Bacillaceae)编号为Strain Number ACCC 11060,是芽孢杆菌属的一种。

单个细胞0.7~0.8×2~3微米,着色均匀。

无荚膜,周生鞭毛,能运动。

革兰氏阳性菌,芽孢0.6~0.9×1.0~1.5微米,椭圆到柱状,位于菌体中央或稍偏,芽孢形成后菌体不膨大。

菌落表面粗糙不透明,污白色或微黄色,在液体培养基中生长时,常形成皱醭,需氧菌。

可利用蛋白质、多种糖及淀粉,分解色氨酸形成吲哚[1]。

早在1835 年,Ehrenberg 所描述的“Vibrio subtilis”即是现在大家熟悉的“枯草芽孢杆菌”,它是由Cohn 于1872 年正式命名的,现作为芽孢杆菌科(Bacillaceae) 的模式菌株,芽孢杆菌是人类发现最早的细菌之一。

枯草芽孢杆菌应用枯草杆菌(B acillus Subtilis) 是一种重要的α-淀粉酶生产菌。

同时枯草芽孢杆菌作为一种安全、高效、多功能和极具开发潜力的微生物菌种已广泛应用于工业、农业、医药、卫生、食品、畜牧业、水产及科研诸领域。

随着经济的发展、科研水平的提高,枯草芽孢杆菌与人们的日常生活将更为密切,它也必将作为一种十分重要的工业微生物菌种越来越引起人们的普遍关注和青睐。

①枯草芽孢杆菌在工业酶生产中的应用工业酶的生产是工业微生物发酵的重要组成部分。

枯草芽孢杆菌是当今工业酶生应用最广泛的菌种之一,据不完全统计,枯草芽孢杆菌所产的酶占整个酶市场的50 %。

由于其产酶量高、种类多、安全性好和环保等优点,在现代工业生产中被广泛用作生产菌种,其发酵生产的酶已在食品、饲料、洗涤、纺织、皮革、造纸和医药等领域均发挥着十分重要的作用。

②枯草芽孢杆菌在生物防治领域中的应用枯草芽孢杆菌作为植物病害生防细菌之一,具有较强的防病作用美国迄今已有4 株枯草芽孢杆菌生防菌株获得环保局商品化或有限商品化生产应用许可,如美国AgraQuest公司用枯草芽孢杆菌QST713 菌株开发出活菌制剂杀菌剂SerenadeTM,并于2000 年通过美国环保局(EPA) 的登记,用于防治多种作物的白粉病、霜露病、疫病、灰霉病等病害。

枯草芽孢杆菌的生物学特征和应用研究进展

枯草芽孢杆菌的生物学特征和应用研究进展

枯草芽孢杆菌的生物学特征和应用研究进展枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)作为一种重要的细菌,具有广泛的生物学特征和应用研究进展。

本文将从枯草芽孢杆菌的生长特征、代谢特性、生物防治应用和生物技术应用等方面介绍其生物学特征和应用的研究进展。

枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性细菌,由于其在土壤中广泛存在且易于培养,因此成为了研究更多细菌特性的模型生物。

它具有较强的耐受力,能适应各种环境条件,包括高温、低pH值和高浓度的有机物。

此外,枯草芽孢杆菌还表现出较高的生长速率和较短的细胞分裂周期,使其成为工业发酵中常用的菌株之一。

枯草芽孢杆菌通过其代谢特性,在工业生产和生物防治领域得到了广泛的应用。

首先,枯草芽孢杆菌能够产生多种酶类和代谢产物,例如蛋白酶、淀粉酶和氨基酸等,这些产物在酶制剂生产、食品加工及饲料工业中起到了重要作用。

其次,枯草芽孢杆菌还可被用于生物防治。

它能够产生具有抗菌性的物质,用于控制一些对植物有害的真菌和细菌。

此外,它还能降解某些化学污染物,如苯、氯代烷烃等,具有生物修复环境的潜力。

近年来,随着基因工程技术的发展,枯草芽孢杆菌的生物技术应用也日益受到关注。

首先,作为一种常用的宿主菌株,在重组蛋白表达中具有重要地位。

枯草芽孢杆菌能够稳定地表达多种重组蛋白,并且能够分泌这些蛋白,这对于蛋白药物生产和酶的大规模工业应用具有重要意义。

其次,枯草芽孢杆菌还可以用于转基因作物的制备。

通过将外源基因导入枯草芽孢杆菌中,再通过转化作用将基因导入到植物中,实现了植物基因工程的发展。

此外,枯草芽孢杆菌还在环境领域的应用中发挥着重要作用。

由于其优秀的代谢特性和生态适应能力,它可以通过培养、固定和提取等方式用于处理工业废水和废气中的有机物和重金属等污染物。

同时,枯草芽孢杆菌还可以通过发酵产生生物质能源,如沼气和生物柴油等,对能源领域发展也具有一定的潜力。

尽管枯草芽孢杆菌在生物学特征和应用研究方面取得了重要的进展,但仍然存在一些挑战和待解决的问题。

枯草芽孢杆菌的作用

枯草芽孢杆菌的作用

枯草芽孢杆菌的作用1.生物防治作用:枯草芽孢杆菌是一种植物病原真菌的天敌,可以通过竞争和抑制其他细菌、真菌和病毒的生长来保护植物免受病原微生物的侵害。

枯草芽孢杆菌产生的抗生素和其他化合物可以杀灭或抑制一些植物病原菌,例如立枯病菌、纹枯病菌等,从而减少农作物的损失。

2.促进植物生长:枯草芽孢杆菌具有产生植物生长激素的能力,如植物生长素和赤霉素。

这些激素可以促进植物根系的生长和发育,增加农作物的产量。

此外,枯草芽孢杆菌还可以促进植物根部的磷和钾的溶解和吸收,提高植物对营养物质的利用效率。

3.抗逆作用:枯草芽孢杆菌具有一定的耐逆性,可以在低温、高盐、低水分等恶劣环境条件下存活和生长。

它能产生一些抗寒、抗干旱、抗盐等相关的蛋白质和化合物,帮助植物应对逆境胁迫,提高植物的生存能力和抗病能力。

4.有机肥料降解:枯草芽孢杆菌可以分解有机肥料,将有机物转化为植物可吸收的形式。

它具有蛋白水解酶、葡萄糖水解酶、纤维素酶等多种酶活性,可以降解复杂的有机化合物,释放出营养元素供植物吸收利用。

5.污水处理和环境修复:枯草芽孢杆菌可以降解有机废水和重金属污染物。

它能产生一些特殊的酶类,如脱氮酶、酚酸羟化酶等,用于污水处理和土壤修复中,能有效去除废水中的有机物和重金属离子,改善环境质量。

6.食品工业应用:枯草芽孢杆菌通过产生抗生素、乳酸和其他化合物,可以抑制食物中的有害菌,延长蔬菜、水果等食品的保鲜时间。

它还可以用于酿造食醋、面食等食品的发酵过程,提高产品的质量。

7.生物农药生产:枯草芽孢杆菌被广泛应用于生物农药的生产。

根据其对不同病原菌的特异性和高度选择性,可以定制生物杀菌剂来防治不同的病害,从而减少对环境和人体的污染。

总的来说,枯草芽孢杆菌在农业、环境和食品工业中具有重要的作用。

它既可以作为生物农药用于植物病虫害防治,又可以作为生物肥料促进植物生长,还可以用于环境修复和污水处理。

枯草芽孢杆菌的研究和应用将为可持续农业和环境保护提供重要的支持。

枯草芽孢杆菌的生物学特性及应用前景分析

枯草芽孢杆菌的生物学特性及应用前景分析

枯草芽孢杆菌的生物学特性及应用前景分析枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种常见的芽孢形成细菌,被广泛应用于农业、食品工业和生物工程领域。

在本文中,我们将对枯草芽孢杆菌的生物学特性进行综合分析,并探讨其在不同领域中的应用前景。

1. 枯草芽孢杆菌的生物学特性:枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性细菌,其细胞形态呈杆状。

它可以自由生长在土壤中,并且对营养要求较低,可以利用多种有机和无机化合物进行生长。

此外,枯草芽孢杆菌具有较高的产孢能力,其芽孢可以在恶劣的环境条件下存活,并在适宜条件下再次发芽形成活细胞。

2. 枯草芽孢杆菌在农业中的应用前景:(a) 生物农药:枯草芽孢杆菌具有抑制土壤传播病害的能力。

它分泌一种抗生素,可以抑制一些植物病原菌的生长。

此外,枯草芽孢杆菌还可以产生促进植物生长的激素,促进植物的生长和发育。

(b) 叶面肥料:枯草芽孢杆菌可以合成一些对植物有益的有机物质,如氨基酸和维生素等。

这些有机物质可以作为植物的叶面肥料,提高植物的养分吸收能力,促进植物的健康生长。

3. 枯草芽孢杆菌在食品工业中的应用前景:(a) 食品防腐剂:枯草芽孢杆菌产生一种称为亚油酸的物质,这种物质具有良好的抗菌能力。

它可以作为食品防腐剂使用,延长食品的保质期。

(b) 食品发酵:枯草芽孢杆菌可以产酶分解蛋白质和多糖,促进食品的发酵过程。

在乳制品、面包等食品加工中,可利用该菌种提高产品的质量和口感。

4. 枯草芽孢杆菌在生物工程领域中的应用前景:(a) 工业酶的生产:枯草芽孢杆菌可以产生多种酶类,如蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶等。

这些酶类在生物工程领域中有广泛的应用,可以用于提高产量、提纯产品和降解废物等。

(b) 生物表面活性剂的生产:枯草芽孢杆菌分泌的表面活性剂具有优异的乳化和清洁能力。

这些表面活性剂可用于生产洗衣粉、洗涤剂、生物柴油等产品。

综上所述,枯草芽孢杆菌具有广泛的生物学特性和应用前景。

在农业领域,它可以作为生物农药和叶面肥料,提高作物产量和质量。

枯草芽孢杆菌的生物学特征与应用领域分析

枯草芽孢杆菌的生物学特征与应用领域分析

枯草芽孢杆菌的生物学特征与应用领域分析枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种常见的细菌,被广泛应用于生物学研究和工业生产中。

它具有许多独特的生物学特征,并在多个应用领域发挥着重要作用。

以下是对枯草芽孢杆菌的生物学特征和应用领域的详细分析。

一、生物学特征1. 形态和结构:枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性细菌,形态为短杆状,通常呈单个或簇生长,能形成芽孢。

在芽孢形态下,枯草芽孢杆菌具有高度的抗逆性和存活能力。

2. 代谢特性:枯草芽孢杆菌是典型的好氧生物,可以利用多种碳、氮和磷源进行生长。

此外,它还具有广泛的分解能力,能降解一些有机物质,如淀粉、蛋白质和脂肪等。

3. 基因组和遗传特性:枯草芽孢杆菌的基因组相对较小,含有少量的非编码RNA。

它具有丰富的代谢和合成酶系统,同时具有多个质粒,可用于基因工程和蛋白表达。

二、应用领域1. 生物农药:枯草芽孢杆菌被广泛应用于农业生产中的生物农药制备。

它可以产生多种抗病原微生物代谢产物,如杀虫剂、杀菌剂和植物生长调节剂等。

这些产物对于农田中的害虫和病原菌具有高效的防治作用,同时对环境友好,不会污染土壤和水源。

2. 饲料添加剂:枯草芽孢杆菌可以作为一种饲料添加剂应用于畜禽养殖中。

它能够促进动物的消化吸收和免疫功能,提高动物的生长速度和养殖效益。

此外,枯草芽孢杆菌还具有一定的抗菌活性,能够预防和治疗畜禽肠道疾病。

3. 生物肥料:枯草芽孢杆菌可用于生物肥料的生产。

它具有氮固定和磷溶解能力,在农田中能够与植物共生,提供养分和增强植物的生长。

此外,枯草芽孢杆菌还能分解有机废弃物,为土壤提供有机质和养分。

4. 发酵工业:由于枯草芽孢杆菌丰富的代谢能力和产酶能力,它被广泛应用于发酵工业中。

枯草芽孢杆菌可以产生多种酶,如纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶等,用于食品、饲料、纺织和纸浆工业等领域。

此外,枯草芽孢杆菌还可以合成多种有机化合物,如氨基酸、有机酸和抗生素等。

总结起来,枯草芽孢杆菌作为一种常见的细菌,具有独特的生物学特征和广泛的应用领域。

枯草芽孢杆菌菌株发酵生产工艺优化

枯草芽孢杆菌菌株发酵生产工艺优化

3 结论 风干燥箱 ,上海产,型号 I O 1 A 一 3 ;电热恒温培养箱 ,上海产 ,型号 对于培养基的选择应该遵循原料取材方便 , 来源广泛 , 价格低廉的 D H P 一 9 1 6 2 ; 垂直流超净工作 台, 上海产 , 型号 2 H J H 一 1 1 1 2 ; 显微镜 , 日 原则, 酵母膏、 酵母粉这类药品成本较高, 不适用于工业化生产。 本研究 本产 , 型号 N i k o n — Y S 1 0 0 ; 手提式高压灭菌锅 , 哈尔滨市医疗器械厂制 在通用培养基中添加了不同比例的的工农业副产品——豆饼粉和麸子 造; 可控温式摇床, 哈尔滨市东联科学仪器厂制造。 即适量的碳源和氮源 , 根据发酵过程中枯草芽孢杆菌菌体数量的变 1 . 4方法 。1 A . 1 菌种活化。 将保存的枯草芽孢杆菌移接到斜面试管 粉 , 化 , 得到最佳培养基配方, 即通用培养基 + 1 . 5 %豆饼粉 + 1 m 麸皮 , 利用 培养基 中, 在恒温培养箱 3 7 ±1 。 c 培养 2 4 h 。1 . 4 . 2种子液的制备。 取一 这一配方, 生产 出了成本低廉 、 菌活数达 1 8 亿 / ml 以上的枯草芽孢杆菌 环 已活化完成斜 面菌种接人到三角瓶种子培养基 中, 5 0 0 mL三角瓶 达到了促进枯草芽孢杆菌菌株生长的目的, 增加了发酵液中菌体 中,装量为 1 0 0 m L种子培养基 , 3 7± 1 o C , 1 8 0 r / mi n, 摇床 中震荡培养 菌剂 , 数 量 和代谢 产物 , 为 工业 化发 酵生 产 和大 面积 推广应 用 提供 充足 的 、 廉 2 4 h 。1 . 4 . 3 菌株发酵培养。取 l m L培养好的种子液, 以2 %的接菌量f 即 价 的微 生物 菌体及 发酵 菌液 。 在每 l O O ml 的液体培养基 中接入 2 m l 浓度为 l x l O g e f u / m l 的发酵液汾 参 考文 献 别接入到 l 5 个( 每种培养基 3 个) 装有 1 0 0 m L发酵培养基的 5 0 0 mL 1 阿 红, 蔡 学清, 洪永聪等. 辣椒内生细菌的分 离及拮抗菌的筛选l J 1 . 中国 三角瓶 中, 3 7 ±1 ℃, 1 8 0 r / mi n , 摇床中振荡培养 。 1 A . 4 测定方法。 将各摇 [
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枯草芽孢杆菌酶在发酵工艺上的应用王伟王上俞志敏丛丽娜*(大连工业大学生物工程学院辽宁大连 116034)摘要:枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是当今工业酶的主要生产菌种之一,由于其产酶量高、种类多、安全性好、环保等优点在现代发酵工业生产中被广泛应用,其发酵生产的酶在工业、医学、食品、饲料、洗涤、纺织、皮革、造纸、水产养殖等领域均发挥着十分重要的作用。

关键词:枯草芽孢杆菌;发酵;酶B. subtilis enzyme used in the fermentation processWANG Wei WANG Shang YU Zhi-Min CONG Li-Na*(School of Biological Engineering,Dalian polytechnic University,Dalian,Liaoning116034, China)Abstract:Bacillus subtilis (Bacillus subtilis) is one of today's major producing strain of industrial enzymes,enzyme production because of its high volume,variety,safety, environmental protection,etc.are widely used in modern industrial production fermentation,fermentation enzymes produced in the fields of industry,medicine,food, feed,wash,textile,leather,paper,aquaculture and other have played a very important role.Keywords:Bacillus subtilis; fermentation; Enzyme长期以来,枯草芽孢杆菌一直是工业微生物的主力军之一,它的使用可追溯到一千多年前,早在日本平安时代(794~1192年)日本人就已经利用枯草芽孢杆菌在大豆中采用固态发酵的方法生产他们的传统食品——纳豆,开创了利用枯草芽孢杆菌的历史[1]。

由于其具有发酵周期短、产物丰富、可利用开发价值高以及作为食品药品安全性好等显著优点,使得它的应用一直延续至今,并在过去的一百多年中有了长足的进步。

近年来,由于分子生物学的飞速发展,新的分子手段和技术的不断介入使得枯草芽孢杆菌的研究利用进入了新时期,在食品加工、农业生产、能源开发等方面不断地涌现新突破,在工业微生物中的地位不断得到加强和巩固。

1枯草芽孢杆菌的简介枯草芽孢杆菌,细胞直径在1.5到3微米,革兰氏阳性菌,细胞颜色分布均匀,污白色或微黄色,菌落表面粗糙不透明。

细胞周围生长鞭毛,是一种需氧菌。

芽孢杆菌种类众多,如 B.WY-7 枯草芽孢杆菌、B.WY-3 枯草芽孢杆菌、B.NM-39 枯草芽孢杆菌、B.Z-2 枯草芽孢杆菌、B.WL-3 枯草芽孢杆菌、B.168 枯草芽孢杆菌等诸多种类。

枯草芽孢杆菌广泛分布于自然界中,如湖泊,海洋,植物组织,土壤中,在动物肠道内也大量分布。

1.1 枯草芽孢杆菌的生物学作用枯草芽孢杆菌在菌体发酵过程中会产生一些活性物质,如枯草菌素、多粘菌素、制酶菌素等,这些活性物质可以有效的的抑制致病病菌或可以导致感染的病菌的生长。

枯草芽孢杆菌在发酵过程中会缓慢的消耗其生长环境中的游离养,这样会使肠道处于一个低氧的环境中,就能促进有益厌氧菌生长,而且可以产生有机类酸比如乳酸,这样就使肠道的PH值降低,间接地抑制其他病菌的生长[2]。

枯草芽孢杆菌是一种能够产生多酶体系的菌,菌体能自身合成α-淀粉酶,蛋白酶,脂肪酶,纤维素酶等酶类,在动物体内的消化道中和其他消化酶一同发挥作用,通过作用合成维生素,烟酸等物质。

动物体内的干扰素活性和巨噬细胞的活性也会得到一定提升,因为其有良好的效果,所以枯草芽孢杆菌在动物饲料中有广泛的应用。

我们还可以用它来改善水质,经过专家和学者的研究,它在环境保护和污水处理中有良好的应用前景,它可消除水中的氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质,改善水体环境,为海产品养殖提供更好的条件,提高水的品质。

能增强动物的抗病能力,还可以在生物肥料和土地改良中加以应用[3]。

1.2 枯草芽孢杆菌分泌的酶类枯草芽孢杆菌可利用的养料十分丰富,这就决定了其经过发酵可以产生种类和数量都极为可观的酶。

研究资料表明,枯草芽孢杆菌能够产生蛋白酶、α-淀粉酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、植酸酶、果胶酶、木聚糖酶[4]等十几种酶。

在过去的十年里,利用基因工程技术,枯草芽孢杆菌几乎可以在短期内大量生产任何种源的新酶,从而可省略大量的原始菌种改造、驯化、毒理学实验等工作;利用蛋白质工程技术,能够在生产新酶之前对该酶的性质进行改良和调整,从而改善酶的活性或者赋予酶新的所需性质。

这些新技术的应用使新酶种的开发周期大大缩短,难度和成本降低,产品更加稳定有效。

2枯草芽孢杆菌酶的应用2.1 枯草芽孢杆菌酶在工业中的应用因为枯草芽孢杆菌是一种益生菌,而且无毒无害,其生长环境也是多种多样,所以能够利用其它的物质作为自己生长的营养物质,这些因素决定了其自身含有丰富的产酶系统。

枯草芽孢杆菌能后自身合成果胶酶,蛋白酶,淀粉酶,脂肪酶,纤维素酶等,十几种酶,工业生产中应用的最为广泛的是淀粉酶和蛋白酶。

2.2 枯草芽孢杆菌酶在医学中的应用目前科学家们已从生物体内提纯确认出800多种酶,但是应用到医药方面作为医药用的酶类不过才有几十种,这其中就包括了枯草芽孢杆菌所产的数种。

如淀粉酶、纤维素酶能够补充体内消化酶的不足,恢复正常消化机能;蛋白酶能够分解发炎部位纤维蛋白的凝结物,消除伤口周围的坏疽、腐肉和碎屑。

同时,在合成一些药品部分酶类也发挥着重要作用。

近几年,科学家们的研究表示,枯草芽孢杆菌产生的多酶体系可以用来补充人体消化酶的不足。

也有大量的研究表明,由枯草芽孢杆菌生产的活菌制剂可以作为药物使用,并且对肠炎,和腹泻等疾病都有着一定的治疗效果,也能用来治疗感染。

而且可以合成聚谷氨酸作为药物和医用高分子纤维材料等。

2.3 枯草芽孢杆菌酶在食品中的应用枯草芽孢杆菌酶的主要应用领域之一是食品工业,全世界食品工业用酶约占总量的60%,我国则更是高达85%以上。

加工健康天然的食品代表了食品工业发展不可逆转的潮流,与传统的化学法如酸法加工食品相比,酶技术克服了化学法在生产中可能产生有害副产物的问题,为食品加工提供更健康、环保、安全有效的解决方案。

枯草芽孢杆菌酶在动物蛋白水解行业中的骨素加工、植物蛋白水解行业中的大豆蛋白和大豆肽、乳制品、婴儿食品等食品行业已得到广泛的应用;在面包生产工艺中,α-淀粉酶、蛋白酶能有效提高面团工艺性能和面包质量(如体积、内部结构、风味等),并延长面包保鲜期[5];在啤酒生产中,采用淀粉酶的新型辅料液化工艺以及复合酶制剂的应用对提高我国啤酒的产量和质量有重要意义;在玉米深加工领域,采用耐高温淀粉酶和糖化酶的“淀粉喷射液化”技术以及“双酶法”糖化技术全面带动了我国淀粉糖、味精、柠檬酸等生产工艺的改革;蛋白酶还可用于食品废渣的处理,使原来被废弃的动植物残渣得以利用,如鱼虾等海产品加工剩余的内脏、皮壳等下脚料,用蛋白酶处理后经提纯、浓缩制成调味剂,添加于食品中,不但提高了食品营养质量,增加了经济效益,而且变废为宝,减轻了环境污染。

近年来,蛋白酶、果胶酶、纤维素酶等在果酒、果汁、调味品、烘焙、肉制品、中药有效成分提取以及多肽保健品生产中的应用也都取得较大的进展。

2.4 枯草芽孢杆菌酶在饲料中的应用饲料中使用的淀粉酶和蛋白酶通常是由枯草芽孢杆菌发酵的,原因在于枯草芽孢杆菌相对而言比较耐高温。

这些酶在动物肠道内,有助于直接分解、消化饲料营养成分,降解植物性饲料中的非淀粉多糖,改善消化道食糜的物理特性或消除日粮中的抗营养因子,促进动物的生长和生产,不仅提高了饲料的转化率,而且促进了对饲料的消化。

尤其是植酸酶在饲料中的应用,大大降低了动物粪便中磷的排放量,有益环保,因此在饲料工业上得到广泛应用。

在水产养殖方面,枯草芽孢杆菌酶也有着同样明显的效果,并已有商品化产品面世。

2.5 枯草芽孢杆菌酶在洗涤剂中的应用酶已成为现今洗涤剂必不可少的成分之一,洗涤剂用酶约占到全部产业用酶的40%左右[6]。

欧美80%的衣料用洗涤剂是加酶洗涤剂,日本几乎所有的洗涤剂都是加酶洗涤剂。

现在使用的洗涤剂用酶几乎都是运用基因工程技术改造制成的,代表性的品种有如下4种:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。

洗涤剂中使用的蛋白酶一般来源于枯草芽孢杆菌。

最近借助蛋白工程学技术,开发了具有耐氧化剂和低温下活性高、对洗涤剂和洗涤环境适应性好的变异性酶,并已商品化。

目前许多国际知名品牌的洗涤剂大多采用“复合酶体系配方”[7],这些酶不仅有显著的去污功效,还可达到护理织物、增白增艳的独特功效。

2.6 枯草芽孢杆菌酶在纺织工业中的应用酶处理已成为纺织品加工领域中新的发展方向。

在纺织工业中用酶取代强酸、强碱、强氧化剂等有毒有害物质,不仅可降低能源消耗,提高生产效率,而且赋予纺织品全新的风格和性能,并为减少污染、保护生态环境提供经济有效的方法,例如蛋白酶在羊毛低温染色和羊毛纤维的减量细化中可以提高羊毛纺织品的品质,扩大其应用范围[8];淀粉酶在处理彩棉织物前处理也取得了不错的效果。

近几年,纤维素酶在牛仔石磨水洗和生物光洁柔软整理中得到了广泛的应用,过氧化氢酶、蛋白酶、果胶酶[20]的应用也在逐渐兴起。

2.7 枯草芽孢杆菌酶在皮革工业中的应用国内外的生产应用表明使用脂肪酶、酸性蛋白酶可显著提高成革质量,增加面积得革率,并能有效减少或消除皱纹[9],,同时也是改进生产工艺,减轻污染保护环境的经济有效的方法。

2.8 枯草芽孢杆菌酶在造纸工业中的应用酶的应用为制浆和造纸工业提供了明显的益处,但直到最近,纸浆和造纸工业中酶的应用从技术上和经济上才被认为是可行的,特别是从环境的角度来考虑。

酶法漂白和酶法脱墨便是酶的成功应用例子。

2.9 枯草芽孢杆菌酶在水产养殖中的应用枯草芽孢杆菌不仅能分泌多种酶和抗生素,还可以降解池底累积的残余饵料,水产生物的排泄废物,动植物残体和水中产生的对环境或者人体有害的气体,枯草芽孢杆菌能够分解这些有害的物质,最后将这些有害的物质分解变为二氧化碳,或者亚硝酸盐等,这样就使水体中的各种有害物质的浓度降低,比如亚硝酸盐等,利用这些方法就能够有效地改善水质。

同时还能为水中的生物提供营养物质,促进水生物繁殖生长[8]。

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