纤维素酶的生产方法及在食品行业的应用

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纤维素酶及其在食品工业中的应用

纤维素酶及其在食品工业中的应用

文章编号 :17 — 6 6( 0 8 1— 0 0 0 6 19 4 2 0 ) 0 0 5 — 4
纤维素酶及其在食 品工业 中的应用
钱 敏 , 白卫 东
502) 25 1 ( 仲恺农业工程学院 轻工食品学院 ,广东 广州
摘 要 :介绍 了纤 维素酶的性质 、组成成分 、来源 、生产方法及作用 机理 。主要论述 纤维素酶在食 品工业 中 ( 果蔬加
Ke r s c l ls ; a t n me h n s ywo d : el a e u ci c a im; fo p l ain o o da pi t c o
剂 的最适 p H值 会 随着底 物 的改 变 而 变化 ,即使 底 物 不 变 ,酶制 剂 的最适 p H值 也 随着 酶 活力 的测 定方 法 纤 维 素酶 (euae 是 能 将纤 维 素水 解 成 葡 萄 而 改变 。例如 ,黑 葡萄状 穗 酶纤 维素 酶 以羧 甲基纤维 cl ls) l 糖 的 一 组 酶 的 总 称 , 10 9 6年 首 次 在 蜗 牛 消 化 道 发 素 (MC 为底 物 时 ,测 定反 应体 系 黏度下 降 时 的最 C ) 现l 1 1 。从纤 维 素酶 被 发现 以来 ,一 直 都 受 到世 界 各 国 适 p H值 是 80 .;当测 定 底 物 被 进 一 步 水 解 时 ,酶 的 生物 界 的广泛 关 注 ,人 们逐 渐地 意识 到纤 维素 酶在 生 最 适 p H值 降 为 65 另外 ,最 适 p 值 与 反 应 温 度 .。 H 物技 术 以及工 业上 的广 泛应 用 。 有关。
0 引言
当今 世界 ,能 源 和资源 日趋 危机 ,人 们都 十分 期 望能借助纤维素酶将地球上最丰富 ( 占全球总生物量 8 %) 0 、最廉 价 的可 再 生 资源 纤 维 素转 化 为能 直 接 利 用 的能 源 和 资 源 。现 在 纤 维 素 酶 的应 用 已扩 展 到 医 药 、纺 织 、 日用 化 工 、造 纸 、食 品发酵 、工 业洗 涤 、 烟草、石油开采 、废水处理及饲料等各个领域 ,其应 用 前景 十分广 阔脚 。专 家 预测 ,纤维 素 酶 的研 究 和 开 发利用是新世纪可再生性资源的关键[ 3 1 ,对于解决丁 农业 原 料来源 、能源危 机 、环境 污染 等 问题具 有 十分 重 要 的意 义

纤维素酶的生产与应用研究进展

纤维素酶的生产与应用研究进展

纤维素酶的生产与应用研究进展纤维素酶是一种能够降解纤维素的酶类,具有重要的生产与应用价值。

纤维素作为植物细胞壁的主要组成部分,具有丰富的资源,但其结构复杂,难以降解。

纤维素酶的生产与应用研究为利用纤维素资源、提高生物质酶解效率开辟了新途径。

纤维素酶的生产主要有两种方法:微生物发酵和基因工程技术。

微生物发酵是利用能够产生纤维素酶的微生物进行培养,通过调节培养条件、选用优良菌株等方式来提高酶的产量和活力。

近年来,采用转基因技术制备纤维素酶的研究也取得了突破性进展。

通过将纤维素酶基因导入高效酶产生菌株,可以大幅提高纤维素酶的产量。

纤维素酶的应用涉及生物质能源、饲料行业、食品工业等多个领域。

在生物质能源领域,纤维素酶可以将纤维素有效降解成可发酵的糖类,进一步转化为乙醇、柴油等可再生能源,用于替代传统石化能源。

饲料行业利用纤维素酶可以提高动物对纤维素的消化吸收率,增加饲料的利用效率,减少饲料浪费,降低养殖成本。

食品工业中,纤维素酶可以用于果汁澄清、酒精酿造、食品加工等环节,提高产品质量,降低生产成本。

纤维素酶的研究还涉及酶学性质、结构功能等方面。

研究发现,纤维素酶的降解效果与其结构与功能密切相关。

通过对纤维素酶的分子结构进行改造,可以提高其活性和稳定性。

同时,研究人员还通过对不同纤维素酶家族成员的研究,发现其在降解机制、底物特异性等方面存在差异,为深入理解纤维素降解过程提供了基础。

虽然纤维素酶在生产与应用方面取得了不容忽视的进展,但仍存在一些挑战。

纤维素酶的生产成本较高,限制了其在工业中的广泛应用。

此外,纤维素酶的稳定性和活性也需要进一步提高,以满足不同行业的需求。

因此,在纤维素酶的研究和应用过程中,需要不断进行技术创新和优化,以进一步提高其产量和效能。

纤维素酶的生产与应用研究是一项具有重要意义的工作。

随着对纤维素资源的深入开发和利用,纤维素酶的研究和应用前景广阔。

未来,随着技术的不断进步和深入研究,纤维素酶的生产与应用将迎来更加广阔的发展空间,为推动绿色可持续发展做出更大的贡献。

纤维素酶在食品生产中的应用研究

纤维素酶在食品生产中的应用研究

纤维素酶在食品生产中的应用研究纤维素酶是一种广泛应用于食品生产的酶类物质。

它主要用于提高食品加工过程中的效率和质量,并且对于研发新型食品也具有很大的潜力。

本文将探讨纤维素酶在食品生产中的应用研究。

纤维素是维持植物细胞壁结构的重要组分,在食品中的主要来源是谷物和蔬菜。

然而,纤维素的结构复杂且难以消化,这给食品加工过程带来很多难题。

纤维素酶是一种能够降解纤维素的酶,它可以通过裂解纤维素链的β-1,4-糖苷键,将纤维素分解为较小的可溶性糖类物质。

因此,纤维素酶在食品生产中被广泛应用。

首先,纤维素酶在面食制作中起到了重要作用。

在传统的面食制作过程中,通常需要较长时间来使面团膨胀和发酵。

然而,添加纤维素酶可以有效地改善这一过程。

纤维素酶能够分解纤维素,产生大量的可溶性糖类物质,加速酵母菌的生长和繁殖,从而使面团更快地发酵。

这不仅节省了时间,还提高了面食的口感和质量。

其次,纤维素酶在果蔬加工中也有重要应用。

在榨汁和提取果蔬汁时,纤维素通常会影响营养成分的释放和相对浓度。

通过添加纤维素酶,可以有效地提高果蔬汁中的可溶性糖类和营养成分的含量,并提高果蔬汁的稳定性和口感。

同时,纤维素酶还可以降低果蔬汁的浊度,提高其澄清度,使果蔬汁更加纯净和透明。

此外,纤维素酶在肉类和乳制品加工中也有很多应用。

在肉类制品中,添加纤维素酶可以改善肉质的松软度和口感,增加其品质。

在乳制品加工中,纤维素酶可以降低乳制品的粘度,促进乳品的稳定性和乳化性能。

这对于生产奶酪、酸奶等乳制品有着重要意义。

另外,纤维素酶的应用还在不断扩展。

例如,一些研究机构正在探索将纤维素酶用于饲料和饲料添加剂的生产中。

纤维素酶可以有效降低饲料中纤维素的含量,提高饲料的营养价值和饲养效果。

这对于畜牧业的可持续发展具有重要意义。

总结起来,纤维素酶在食品生产中具有广泛应用价值。

它能够加快面食发酵过程、提高果蔬汁质量、改善肉质口感,并在其他领域也有潜力。

随着科技的不断进步和开发,相信纤维素酶在未来会有更多的新应用被发现。

纤维素酶的生产工艺及分离提纯

纤维素酶的生产工艺及分离提纯

纤维素酶的生产工艺及分离提纯:朱帅帅学号:4 四院三连通信工程摘要:纤维素酶是一种重要的酶产品,是一种复合酶,主要由外切β-葡聚糖酶、切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成,还有很高活力的木聚糖酶。

由于纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力,已被国外业人士看好,将是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种,甚至在中国完全有可能成为第一大酶种,因此纤维素酶是酶制剂工业中的一个新的增长点。

是可以将纤维素分解成寡糖或单糖的蛋白质。

关键词:发酵法;盐析法;凝胶过滤;离子交换层析;电泳Abstract:Cellulase is an important enzyme products, a plex enzyme, mainly by the exo-β-glucanase, endo-β-glucanase and β-glucosidase and other ponents, there are very high energy Xylanase. Because cellulase has great market potential in the fields of feed, alcohol, textile and food, it has been regarded as the fourth largest industrial enzyme after saccharifying enzyme, amylase and protease, even in China it is entirely possible to bee the largest enzyme species, so the enzyme enzyme industry is a new growth point. Is a protein that can depose cellulose into oligosaccharides or monosaccharides.Keywords:Fermentation, Salting out, Gel filtration, Ion exchange chromatography, Electrophoresis.一、纤维素酶的概述纤维素酶是一种对纤维素大分子的水解具有特殊催化作用的活性蛋白质,它是一组酶的总称,不是单成分酶,而是由多个酶起协同作用的多酶体系。

纤维素酶在食品加工中的应用研究

纤维素酶在食品加工中的应用研究

纤维素酶在食品加工中的应用研究随着人们对健康饮食的追求和食品加工技术的发展,纤维素酶作为一种重要的食品添加剂逐渐受到关注和应用。

纤维素酶能够分解纤维素,促进食品中纤维素的消化吸收,提高食品的营养价值。

本文将探讨纤维素酶在食品加工中的应用研究。

一、纤维素的作用和现状纤维素是一种存在于植物细胞壁中的多糖类物质,它具有良好的韧性和支撑力,可增加食品的体积和口感。

然而,由于人体缺乏纤维素酶,无法消化纤维素,导致纤维素在人体内无法被充分利用。

这就引发了人们对纤维素酶的研究和应用。

二、纤维素酶的类型和应用纤维素酶主要包括纤维素酶A、纤维素酶B和β-葡聚糖酶等多种类型。

纤维素酶A主要作用于纤维素链的内部,能够将其分解为较小的纤维素单体。

纤维素酶B则作用于纤维素链的末端,可将纤维素分解为葡萄糖单体。

β-葡聚糖酶则主要用于分解木质纤维素。

这些纤维素酶在食品加工中起到了重要的作用。

在面包的制作中,添加纤维素酶可使面包更加松软和可口。

纤维素酶能够分解面包中的纤维素,降低其粘性,增强面团的膨胀力,使面包更具蓬松感。

同时,纤维素酶也有助于面包的保存,减少了面包中的纤维素含量,延长了保质期。

在果汁的生产过程中,添加纤维素酶可使果汁更加浓郁和顺滑。

果汁中的纤维素会影响果汁的口感和触感,使其呈现黏稠的状态。

通过添加纤维素酶,可以将果汁中的纤维素分解为较小的分子,降低其粘度,使果汁更加易流动,口感更好。

另外,在乳制品加工中也可以应用纤维素酶。

乳制品中的纤维素不仅会影响口感和质地,还会影响乳制品的保质期和品质。

通过添加纤维素酶,可以降低乳制品中的纤维素含量,提高乳制品的稳定性和可食性。

三、纤维素酶应用的优势和发展前景纤维素酶作为一种非常有潜力的食品添加剂,具有许多优势。

首先,纤维素酶能够有效分解纤维素,提高食品的可食性和口感。

其次,纤维素酶可以提高食品的营养价值,增加食品中的纤维素的吸收利用率。

此外,纤维素酶还具有工艺简单、成本低廉等优点,使其在食品加工业中有着广阔的应用前景。

纤维素酶及其在发酵食品工业中的应用

纤维素酶及其在发酵食品工业中的应用
A b tac : s p p ri to uc st e n t e, rg n, r d c in meh d a d m e ha im fc lu a e s r t Thi a e nr d e h aur o ii p o u to to n c ns o el l s .Me n ie,h p a whl t e a —
作者简介 : 李西腾( 99一) 男, 16 , 江苏赣榆县人 , 讲师 , 硕士 , 究方向: 品生物技术。 研 食
3 ・ 3

《 江苏调味 副食  ̄) 0 9年 第 2 ) 0 2 6卷
第 4期 ( 总第 18 ) 1期
源 的纤维 素酶 其结 构 和 功能 相 差很 大 , 源 于真 来
将 其分 解 。如果 用纤 维素 酶将纤 维素 转化 为葡 萄 糖 , 给人类 提供 新 的资源 , 将 同时也解 决 了纤维 素
收 稿 日期 : 09— 6—1 20 0 8
量少 , 同时 , 生 的酶属 胞 内酶或 者吸 附于细胞 壁 产 上, 故很 少用 细菌做 纤维 素酶 的生 产菌种 。 同来 不
李西腾
纤维素酶及 其在 发酵食品工业 中的应用
文 章 编 号 :0 6—8 8 (0 9 0 10 4 1 20 )4—0 3 0 0 3— 4
纤 酶在食业 应 维及 发 品中用 素 其 酵 工 的
李西腾
( 苏食 品职 业技 术 学院 , 苏 淮安 江 江 23 0 ) 2 03
摘 要 :为了充分利 用纤维素, 介绍 了纤维素酶的性质 、 来源 、 生产 方法及作 用机理 。同时 , 阐述 了纤维素酶 在酱油酿造、 酒类 生产 、 食醋酿造和单细胞蛋 白生产等发酵食品工业 中的应用概况 以及前景展 望。 关键 词 : 维素酶 ; 纤 发酵食品 ; 用 应

米糠中纤维素酶解液的制备及其应用研究

米糠中纤维素酶解液的制备及其应用研究

米糠中纤维素酶解液的制备及其应用研究一、引言纤维素是植物细胞壁的主要成分,由于其高度结晶和复杂的结构,使得其降解一直以来都是困扰生物学家和工程师的难题之一。

然而,随着生物工程技术的发展,纤维素酶解液的制备和应用研究取得了一定的突破,使得纤维素的有效利用成为可能。

二、米糠中纤维素酶解液的制备方法1. 预处理:首先,将干燥的米糠进行打碎,在加入适量的水后,进行物理性预处理,如研磨和超声波处理,以增加纤维素的暴露面积。

2. 酶解:接下来,将预处理后的米糠加入到含有纤维素酶的酶解液中,进行酶解反应。

常用的纤维素酶包括纤维素酶I和纤维素酶II。

3. 过滤:酶解反应后,使用滤纸或膜过滤器对酶解液进行过滤,去除残余的固体颗粒。

4. 浓缩和纯化:利用浓缩技术,将酶解液中的酶浓缩,然后进行纯化,获得纯度更高的酶解液。

三、米糠中纤维素酶解液的应用研究1. 生物能源生产:米糠中的纤维素经过酶解后可以得到各种糖类,如葡萄糖、木糖和纤维糖等。

这些糖类可以作为发酵的底物,用于生产生物乙醇、生物柴油等生物能源。

2. 饲料添加剂:纤维素酶解液可以通过降解米糠中的纤维素,提高动物对米糠的消化率,增强饲料的营养价值。

因此,在动物饲料中添加纤维素酶解液可以提高饲料利用率,减少饲料的浪费。

3. 食品工业:米糠中的纤维素酶解液可以用于制备低聚糖、寡糖等食品添加剂,具有调节肠道菌群、增强免疫力等功能。

4. 建筑材料制备:米糠中纤维素酶解液可以用于制备纤维素纤维板、纸浆等建筑材料,具有环保和可持续发展的特点。

四、米糠中纤维素酶解液的优势和挑战1. 优势:米糠广泛且易得,作为一种农副产品,其利用能够降低对传统粮食资源的依赖,有助于实现农业的可持续发展。

此外,纤维素酶解液的应用领域广泛,具有潜在的经济和环境效益。

2. 挑战:纤维素酶解液的制备过程仍然存在一定的技术难点,如酶解液的纯化和稳定性等问题,这些问题需要更多的研究和创新来解决。

此外,纤维素酶解液的大规模应用也面临着市场和政策等方面的挑战。

纤维素酶的生产方法及在食品行业的应用

纤维素酶的生产方法及在食品行业的应用

纤维素酶的生产方法及在食品行业的应用纤维素酶(cellulase)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称,它不是单成分酶,而是由多个酶起协同作用的多酶体系。

纤维素酶在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用,提高原料利用率,净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。

编号:EC 3.2.1.4。

由多种水解酶组成的一个复杂酶系,自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。

习惯上,将纤维素酶分成三类:C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。

C1酶是对纤维素最初起作用的酶,破坏纤维素链的结晶结构。

Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1,4-糖苷键的纤维素酶。

β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。

纤维素酶是一种重要的酶产品,是一种复合酶,主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成,还有很高活力的木聚糖酶活力。

由于纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力,已被国内外业内人士看好,将是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种,甚至在中国完全有可能成为第一大酶种,因此纤维素酶是酶制剂工业中的一个新的增长点纤维素酶的来源纤维素酶的来源非常广泛,昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。

目前,用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌,其中酶活力较强的菌种为木霉属(Trichoderma)、曲霉属(As?pergillus)和青霉属(Penicillium),特别是绿色木霉(Trichoderma virde)及其近缘菌株等较为典型,是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。

现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。

同时,反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素,因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。

另外,也可利用组织培养法获得所需要的微生物。

纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。

细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。

一般用于生产的纤维素酶来自于真菌,比较典型的有木酶属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)。

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纤维素酶的生产方法及在食品行业的应用纤维素酶(cellulase)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称,它不是单成分酶,而是由多个酶起协同作用的多酶体系。

纤维素酶在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用,提高原料利用率,净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。

编号:EC 3.2.1.4。

由多种水解酶组成的一个复杂酶系,自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。

习惯上,将纤维素酶分成三类:C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。

C1酶是对纤维素最初起作用的酶,破坏纤维素链的结晶结构。

Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1,4-糖苷键的纤维素酶。

β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。

纤维素酶是一种重要的酶产品,是一种复合酶,主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成,还有很高活力的木聚糖酶活力。

由于纤维素酶在饲料、酒精、纺织和食品等领域具有巨大的市场潜力,已被国内外业内人士看好,将是继糖化酶、淀粉酶和蛋白酶之后的第四大工业酶种,甚至在中国完全有可能成为第一大酶种,因此纤维素酶是酶制剂工业中的一个新的增长点纤维素酶的来源纤维素酶的来源非常广泛,昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。

目前,用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌,其中酶活力较强的菌种为木霉属(Trichoderma)、曲霉属(As?pergillus)和青霉属(Penicillium),特别是绿色木霉(Trichoderma virde)及其近缘菌株等较为典型,是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。

现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。

同时,反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素,因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。

另外,也可利用组织培养法获得所需要的微生物。

纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。

细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。

一般用于生产的纤维素酶来自于真菌,比较典型的有木酶属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)。

产生纤维素酶的菌种容易退化,导致产酶能力降低。

纤维素酶在食品行业和环境行业均有广泛应用。

在进行酒精发酵时,纤维素酶的添加可以增加原料的利用率,并对酒质有所提升。

由于纤维素酶难以提纯,实际应用时一般还含有半纤维素酶和其他相关的酶,如淀粉酶(amylase)、蛋白酶(Protease)等。

纤维素酶种类繁多,来源很广。

不同来源的纤维素酶其结构和功能相差很大。

由于真菌纤维素酶产量高、活性大,故在畜牧业和饲料工业中应用的纤维素酶主要是真菌纤维素酶。

纤维素酶的生产方法目前,纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法。

1固体发酵法是以玉米等农作物秸秆为主要原料,其投资少,工艺简单,产品价格低廉,目前国内绝大部分纤维素生产厂家均采用该技术生产纤维素酶。

然而固体发酵法存在根本上的缺陷,以秸秆为原料的固体发酵法生产的纤维素酶很难提取、精制。

目前,我国纤维素酶生产厂家只能采用直接干燥法粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂,其产品外观粗糙且质量不稳定,发酵水平不稳定,生产效率较低,易污染杂菌,不适于大规模生产。

2液体发酵法是将玉米秸秆粉碎至20目以下进行灭菌处理,然后送发酵釜内发酵,同时加入纤维素酶菌种,发酵时间约为70h,温度低于60℃。

采用除菌后的无菌空气从釜低通入进行通气搅拌,发酵完毕后的物料经压滤机板框过滤、超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。

液态深层发酵由于具有培养条件容易控制,不易染杂菌,生产效率高等优点,已成为国内外重要的研究和开发方向。

纤维素酶菌种选育菌种选育是纤维素酶生产的基础性工作,国内外许多专家进行了大量研究,为了生产高质量的纤维素酶产品,王家林等(1996)在吸收国内外经验的基础上,先后引进了绿色木霉木10、绿色木霉Sn-91014、康氏木霉NT-15、黑曲霉XX-15A,在此基础上,采用了紫外线、特定电磁波辐射、线性加速器,亚硝基胍等物理、化学的诱变方法,获得了高产菌株NT15-H、NT15-H1、XT-15H、XT-15H1。

其中木霉NT-15H固体培养活力经轻工部食品质量监督检测中心南京站检测表明,滤纸活力为3670u/g, C1-酶活力24460u/g,Cx-酶活力1800u/g,已达到国际先进水平。

此菌种在工厂化生产中性能稳定。

张苓花等(1998)采用康氏木霉W-925,J-931,经过浓度为2%硫酸二乙酯和紫外线(15W、30cm、2min)复合诱变后,得到了产酶活性高的Wu-932菌种,该菌种CMC糖化力达到2975,滤纸糖酶活性为531,比出发菌W-925分别提高了100%和81%。

化工部饲料添加剂技术服务中心王成书等(1997)采用该中心的里氏木霉A3先进行紫外线和亚硝基胍复合诱变后,将处理过的孢子接种于纤维双层平板上,30℃培养5-8天,15℃放置7-10天,挑选透明圈直径和菌落直径比较大的单菌落进行三角瓶固态发酵再筛选,得到了产纤维素酶活力很高的里氏木霉91-3菌株。

纤维素酶菌种易退化,退化后其产酶力明显降低,其原因可能有三个方面:①经诱变筛选的菌种发生回复突变。

②自然负突变。

③菌种长时间低温斜面保藏,会在分生孢子上长出次生菌丝,而次生菌丝所形成的分生孢子生命力弱,这可能是菌种退化的主要原因。

为了避免纤维素酶菌种退化,张苓花等(1998)报道,采用砂土管保藏菌种。

即将过筛洗净的砂子与土以3:2比例混合分装在试管内,用1kg/cm2压力灭菌30分钟共三次,将欲保存的斜面菌种制备成1000ml孢子悬浮液,每个砂土管注入0.5ml,摇匀,放入盛有无水CaCl2真空干燥器内保存。

经测定,在所测的121天内,酶的活性基本不变;酶活性下降50%的时间,由常规方法的60天延长至160天,明显地减缓了菌种退化速度。

发酵工艺纤维素酶的生产工艺主要有两种,即固体发酵和液体发酵,其工艺如下:1、影响产酶量和活力的因素:影响纤维素酶产量和活力的因素很多,除菌种外,还有培养温度、pH、水分、基质、培养时间等。

这些因素不是孤立的,而是相互联系的。

张中良等(1997)采用均匀设计Cl12(1210),以绿色木霉(T.ViriclePers.expr)为菌种,研究了影响产纤维素酶的五大因素对产酶量和活力的作用,认为基质粗纤维含量为40%、初始pH7.5、加水4倍、在26-31℃条件下培养45h可获得最大产酶量26mg/g和CMC酶活力20mg/g·h。

王成华等(1997)也研究了其诱变筛选的里氏木霉91-3的产酶条件,结果表明该菌种以7:3的秸秆粉和麦麸,另添加4%硫酸铵、0.4%磷酸二氢钾、0.1%硫酸镁为最佳培养基,28-32℃为适宜培养温度,30℃为最佳温度,4%为最佳接种量,96h到达发酵高峰。

张苓花等(1998)研究了以康氏木霉W-925为出发菌,经诱变后得到的Wu-932纤维素酶高产菌的最佳发酵条件。

结果表明,以1:2的麦麸和稻草粉为培养基,5%的接种量,稻草粉碎平均长度3-5mm,初始pH4-5,温度在28-35℃,发酵时间72h为最佳发酵条件。

2、污染菌的控制:目前,在用康氏木霉发酵生产饲用纤维素酶中,普遍存在一种俗称的“白毛菌”污染。

污染后轻者酶活性下降,重者发酵失败。

为此,研究控制发酵污染意义很大。

张苓花等(1998)研究“白毛菌”的菌落特征、来源、生长和生理特征及控制方法,找到了一种与康氏木霉Wu-932呈共生关系,而与“白毛菌”呈竞争性抑制关系的热带假丝酵母菌J-931。

利用此菌进行混合发酵,可有效地控制“白毛菌”的污染。

其微生态关系如下:纤维素酶的应用1制酒在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率,降低溶液的黏度,缩短发酵时间,而且酒的口感醇香,杂醇油含量低。

纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面:一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用;另外,由于纤维素酶对植物细胞壁的分解,有利于淀粉的释放和被利用。

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性,加快发芽,减少糖化液中单一葡萄糖含量,改进过滤性能,有利于酒精蒸馏。

2酱油酿造在酱油的酿造过程中添加纤维素酶、可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏,使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放,这样既可提高酱油浓度,改善酱油质量,又可缩短生产周期,提高生产率,并且使其各项主要指标提高3%。

3饮料加工用纤维素酶处理豆腐渣后接入乳酸菌进行发酵,可制得营养、品味俱佳的发酵饮料。

将纤维素酶应用于果蔬榨汁、花粉饮料中,可提高汁液的提取率(约10%)和促进汁液澄清,使汁液透明,不沉淀,提高可溶性固形物的含量,并可将果皮综合利用。

目前,有报道已成功地将柑橘皮渣酶解制取全果饮料,其中的粗纤维有50%降解为短链低聚糖,即全果饮料中的膳食纤维,具有一定的保健医疗价值。

4纤维废渣的回收利用应用纤维素酶或微生物把农副产品和城市废料中的纤维转化成葡萄糖、酒精和单细胞蛋白质等,这对于开辟食品工业原料来源,提供新能源和变废为宝具有十分重要的意义。

此外,在果品和蔬菜加工过程中如果采用纤维素酶适当处理,可使植物组织软化膨松,能提高可消化性和口感。

将纤维素酶用于处理大豆,可促使其脱皮,同时,由于它能使细胞壁破坏,使包含其中的蛋白质、油脂完全分离,增加其从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的获得率,既降低了成本,缩短了时间,又提高了产品质量。

植物纤维原料是地球上最丰富、最廉价而又可再生的资源,其主要成分是纤维素和半纤维素,纤维素和半纤维素的利用一直是国际国内的研究热点课题。

利用的途径和整体思路是利用纤维素酶和半纤维素酶先将纤维素和半纤维素降解成可发酵糖,进而通过发酵制取酒精、单细胞蛋白、有机酸、甘油、丙酮及其他重要的化学化工原料。

此外,纤维素、半纤维素通过纤维素酶的限制性降解还可制备成功能性食品添加剂,如微晶纤维素、膳食纤维和功能性低聚糖等。

总之,纤维素酶具有非常广阔的应用前景,但由于液态发酵生产技术含量较高,在大规模生产上还有一定的困难,因此对纤维素酶液态发酵的研究与开发具有重要的现实意义。

今后若能加强这方面的研究,则可以使之早日进入工业化生产,一方面可以提高纤维素酶的产量和质量;另一方面可以较好地解决纤维素的生物转化问题,创造良好的社会效益和经济效益。

展望我国是一个饲料资源十分紧张的国家,土地少、人口多,人畜争粮的矛盾十分突出。

要保持我国饲料工业和畜牧业的持续发展,必须解决好饲料问题,否则将严重制约其发展。

纤维素是自然界中十分丰富的资源,是800-1200个葡萄糖分子聚合而成。

因此,可通过微生物发酵充分利用农副产品下脚料、秸秆、糠生产纤维素酶添加剂,用于提高畜禽生产性能,提高饲料利用率,改善饲料的营养价值,降低饲料成本和提高经济效益,具有广阔的开发前景,今后应进一步加强纤维素酶研究和开发工作。

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