分解羽毛的是什么细菌的分解作用

山东高龙生物详细解说微生态菌在农业饲料领域的应用&&一、枯草芽孢杆菌:&是芽胞杆菌属的一种。需氧菌。可利用蛋白质、多种糖及淀粉,分解色氨酸形成吲哚。&广泛分布在土壤及腐败的有机物中,易在枯草浸汁中繁殖,故名枯草芽孢杆菌。作用机理:1.枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质,这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。2.枯草芽孢杆菌迅速消耗环境中的游离氧,造成肠道低氧,促进有益厌氧菌生长,并产生乳酸等有机酸类,降低肠道PH值,间接抑制其它致病菌生长。3.刺激动物免疫器官的生长发育,激活&T、B淋巴细胞,提高免疫球蛋白和抗体水平,增强细胞免疫和体液免疫能,提高群体免疫力。4.枯草芽孢杆菌菌体自身合成α-淀粉酶,蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类,在消化道中与动物体内的消化酶类一同发挥作用。5.能合成维生素B1、B2、B6、烟酸等多种B族维生素,提高动物干扰素和巨噬细胞的活性。&&1:M604.M605.M607.SYB是枯草系列。2:M 702.ZD01.L0022是地衣系列。M604:畜禽专用(通用型)M605:农业专用(604的换代品&&&&& 比M604产酶更多) M607:生物垫床专用(发酵床)SYB:产生蛋白酶,促进消化。(饲料行业用)&M702:产酶,促进生长。(通用型)用途:饲料,农业。ZD01:产生免疫力,提高抗病性。(属于功能性菌)功能强大。每克1亿相当于其它菌量10亿以上L0022:产酶,净化环境。举例说明:M607+L0022:用于鸡鸭舍垫床使用。(混合菌)消除氨气净化环境。M605+M607+M702:用于农业(包括,蔬菜,果树,配合有机肥更加)。M605+M607:(用于农业,果树,豆类)。M604+M702:(用于饲料中,促进生长,提高抗病力)SYB+ZD01:(用于用于饲料中,产生蛋白酶,促进消化,提高免疫力,提高抗病性。(价格最贵,效果最好)根据客户的需求,用途。复配出质量最好的产品。&&枯草芽孢杆菌在水产养殖方面的功效:&公司产品:益多水乐解决一下问题;&1.枯草芽孢杆菌对水产中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害微生物有很强的抑制作用,有效预防水产动物肠炎,烂鳃等疾病。分泌大量几丁质酶的功能,几丁质酶可分解病原真菌的细胞壁而抑制真菌病害,分解养殖池中的有毒有害物质,净化水质;分解池中残饵、粪便、有机物等,具有很强的清理水中垃圾小颗粒的作用;&2.枯草芽孢杆菌改善有害蓝藻造成的水质浑浊问题,具有很强的净化水质功能,具有较强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性,促进饲料中营养素降解,使水产类动物对饲料的吸收利用更加充分;&3.枯草芽孢杆菌可以减少对虾病害发生,提高对虾产量,刺激水产动物免疫器官的发育,增强机体免疫力;减少对虾病害发生,明显提高对虾产量,从而提高经济效益,净化水质,无污染,无残留。&枯草芽孢杆菌不仅在饲料中应用比较广泛,在污水处理及生物肥发酵或发酵床制作中应用也相当广泛,是一种多功能的微生物。&公司产品(M607+L0022)解决一下问题:&1.市政和工业污水处理,工业循环水处理,腐化槽、化粪池等处理,畜牧养殖动物废料、臭味处理,粪便处理系统,垃圾、粪坑、粪池等处理;&2.畜牧、家禽、特种动物及宠物养殖,水产养殖;&3.可以与多种菌种混配,在农业生产中具有重要作用。&&&公司M607:生物垫床专用:&用于鸡舍,鸭舍稻糠垫床。&把稻糠均匀铺洒地面,&&用于畜禽方面公司产品M604(枯草)禽专用产品。 菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质,这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。M605是M604的换代产品。枯草芽孢杆菌菌体自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类。在消化道中与动物体内的消化酶类。同发挥作用。能合成维生素B1、B2、B6、烟酸等多种B族维生素,提高动物体内干扰素和 巨噬细胞的活性枯草芽孢杆菌在土壤中的应用:&化学农药的使用对农业生产的影响 微生物制剂等新型环防治措施在生物防治植物病害领域的兴起。&&&&&&&枯草芽孢杆菌属于革兰氏阳性杆状细菌,可产生内生芽孢,耐热抗逆性强,在土壤和植物的表面普遍存在,是植物体内常见的一种内生菌,对人畜无毒无害,不污染环境。生长速度快、营养需求简单,在植物的表面易于存活、定殖与繁殖, 生产工艺简单,制剂稳定,施用方便,储存期长。因此是一种理想的生防微生物。枯草芽孢杆菌的生防机制 :&&&&& 对植物病菌的作用机制和方式是多样的,主要包括竞争作用、抗生作用、溶菌作用和促进植物生长等几个方面。竞争作用 :&&&& 竞争方式:主要包括营养竞争和位点竞争。营养和空间位点的竞争是指存在于同一微小生物环境中的两个或两个以上微生物之间争夺这一环境内的空间、营养、氧气等的现象。枯草芽抱杆菌具有较强的竞争和定殖能力,从而抢占病原菌的侵染位点,消耗其周 围养分,阻止和干扰病原菌对植物叶面和其他器官的侵染,起到防病抑菌的作用&枯草芽孢杆菌抗生作用 :抗生作用是指拈抗微生物通过产生代谢产物在低浓度下就能够对病原微生物的生长和代谢产生抑制作用,从而来影响病原微生物的生存和活动。近半个世纪以来,人们从枯草芽孢杆菌不同菌株的代谢产物中分离纯化了多种有效的抗菌物质。 &枯草芽孢杆菌的溶菌作用 :枯草芽孢杆菌的溶菌作用主要表现在是通过吸附在病原菌的菌丝上,并随着菌丝生长而生长,而后产生溶菌物质造成原生质泄露使得菌丝体断裂;或者是产生抗菌物质通过溶 解病原菌孢子的细胞壁或细胞膜,致使细胞壁穿孔、畸形等现象从而抑制孢子萌发。 &枯草芽孢杆菌促进植物生长诱导植物产生抗性作用:枯草芽孢杆菌不但能够抑制植物病原菌,而且还能够诱发植物自身抗病机制,从而增强植物的抗病性能的作用。&&&&&&&&& 在植物促生根圈细菌中枯草芽孢杆菌的抗逆性最强、功能最多、适应性最广、效果最稳定。枯草芽孢杆菌能够产生类似细胞分裂素、植物生长激素的物质,促进植物的生长使植物抵抗病原菌的侵害。 枯草芽孢杆菌大量应用于生物肥料。 当作用于作物或土壤时能够在作物根际或体内定殖,并起到特定肥料效应。目前,微生物肥料在培肥地力,提高化肥利用率,抑制农作物对硝态氮、重金属、农药的吸收,净化和修复土壤,降低农作物病害发生,促进农作物秸秆和城市垃圾的腐熟利用。&四、地衣芽孢杆菌:&&&&地衣芽孢杆菌是一种在土壤中常见的革兰氏阳性嗜热细菌。在鸟类,特别是居住在地面的鸟类(如雀科)和水生的鸟类(如鸭)的羽毛中也能找到这种细菌,特别是在其胸部和背部的羽毛中。酶分泌的最适温度为37℃。它可能以孢子形式存在,从而抵抗恶劣的环境;在良好环境下,则可以生长态存在。该细菌可调整菌群失调达到治疗目的,可促使机体产生抗菌活性物质、杀灭致病菌。能产生抗活性物质,并具有独特的生物夺氧作用机制,能抑制致病菌的生长繁殖。&&&地衣芽孢杆菌 药理作用:地衣芽孢杆菌的作用机制是以菌治菌,活菌进入肠道后,对葡萄球菌、酵母样菌等致病菌有拮抗作用,然而对双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌、消化&性链球菌具有促进生长作用,从而达到可调整菌群失调达到治疗目的。可以促使机体产生抗菌活性物质、杀灭致病菌。此外通过夺氧生物效应使肠道缺氧,有利于大量厌氧菌生长,造成肠道低氧环境,对肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌、消化链球菌等有益健康的厌氧菌的生长繁殖有促进作用;而对葡萄球菌、白色念球菌、酵母样菌等致病菌则有拮抗作用通过这种双重作用可以调整肠道菌群失调,维持机体肠道微生态平衡,从而对肠道疾病达到治疗和预防的目的。&地衣芽孢杆菌主要用途:&1、促进肠道内正常生理性厌氧菌的生长,调整肠道菌群失调,恢复肠道功能;&2、对肠道细菌感染具有特效,对轻型或重型急性肠炎,轻型及普通型的急性菌痢等,均有明显疗效;&3、能产生抗活性物质,并具有独特的生物夺氧作用机制,能抑制致病菌的生长繁殖。&4、产杆菌肽A,产碱性蛋白酶,有机磷细菌肥料。地衣芽孢菌无毒,能分泌出活性强的蛋白质分解酵素,用以快速地分解水中之有机氮化物,亦能分解其它有机物,在水质净化上能担任重要的分解角色。&地衣芽孢杆菌降解羽毛:&科学家正在利用该细菌降解羽毛,用于农业目的。羽毛含有大量不可消化&的蛋白,而研究者希望经由地衣芽孢杆菌的发酵,利用废弃的羽毛制造廉& 价而富有营养的“羽毛餐”,供家畜使用。 同时,关于地衣芽孢杆菌和羽毛颜色的关系的生态学研究也在进行。降解羽毛的细菌在换羽和羽毛颜色的形成过程中扮演了重要角色&地衣芽孢杆菌生产生物洗衣粉:人们通过培养地衣芽孢杆菌获取用于生物洗衣粉中的蛋白酶。这种细菌能够良好地适应碱性环境,因而其产生的蛋白酶也能够承受高pH值的环境(如洗衣粉)。实际上,该蛋白酶的最适pH值介于9到10之间。在洗衣粉中,它能够去除由蛋白质构成的污物。生防机制对植物病菌的作用机制和方式是多样的,主要包括竞争作用、抗生作用、溶菌作用和促进植物生长等几个方面:&竞争作用 竞争方式:主要包括营养竞争和位点竞争。营养和空间位点的竞争是指存在于同一微小生物环境中的两个或两个以上微生物之间争夺这一环境内的空间、营养、氧气等的现象。 地衣芽抱杆菌具有较强的竞争和定殖能力,从而抢占病原菌的侵染位点,消耗其周 围养分,阻止和干扰病原菌对植物叶面和其他器官的侵染,起到防病抑菌的作用。抗生作用 :抗生作用是指拈抗微生物通过产生代谢产物在低浓度下就能够对病原微生物的生长和 代谢产生抑制作用,从而来影响病原微生物的生存和活动。近半个世纪以来,人们从地衣芽孢杆菌不同菌株的代谢产物中分离纯化了多种有效的抗菌物质。地衣芽孢杆菌溶菌作用: &&& 地衣芽孢杆菌的溶菌作用主要表现在是通过吸附在病原菌的菌丝上,并随着菌丝生长 而生长,而后产生溶菌物质造成原生质泄露使得菌丝体断裂;或者是产生抗菌物质通过溶解病原菌孢子的细胞壁或细胞膜,致使细胞壁穿孔、畸形等现象从而抑制孢子萌发。&地衣芽孢杆菌诱导植物产生抗性及促进植物生长作用: &&诱导植物产生抗性作用是指地衣芽孢杆菌不但能够抑制植物病原菌,而且还能够诱发植物自身抗病机制从而增强植物的抗病性能的作用。 植物促生根圈细菌中以地衣芽孢杆菌的抗逆性最强、功能最多、适应性最广、效果最稳定。枯 草芽孢杆菌能够产生类似细胞分裂素、植物生长激素的物质,促进植物的生长使植物抵抗病原菌的侵害。 地衣芽孢杆菌大量应用于生物肥料。 当作用于作物或土壤时. 能够在作物根际或体内定 殖,并起到特定肥料效应。目前,微生物肥料在培肥地力,提高化肥利用率,抑制农作物对硝态氮、重金属、农药的吸收,净化和修复土壤,降低农作物病害发生,促进农作物秸秆和 城市垃圾的腐熟利用。&苏云金杆菌适用作物非常广泛.广泛应用于十字花科蔬菜、茄果类蔬菜、瓜类蔬菜、烟草、水稻、米、高粱、大豆、花生、甘薯、棉花、茶树、苹果、梨、桃、枣、柑橘、棘等多种植物;主要用于防治鳞翅目害虫,如菜青虫、小菜蛾、甜蛾、斜纹夜蛾、甘蓝夜蛾、烟青虫、玉米螟、稻纵卷叶螟、二化螟,&多种复合菌肥的特点&&&多种复合菌肥的特点:&&&&&& &&&&&&&&三种以上多种复合菌相互促进、相互补充,抗土壤传染病害效果远远大于单一菌种。有益菌群相互协同,共同作用,能使作物达到高产丰产的效果。&&1、促进快速生长:&&&&&&&菌群中的巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌等有益微生物在代谢过程中产生大量的植物内源酶,可明显提高作物对氮、磷,钾等营养元素的吸收率。&&&2、调节生命活动,增产增收:&&&&&&&菌群中的胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等有益菌可促进作物根系生长,须根增多。有益微生物菌群代谢产生的植物内源酶和植物生长调节剂经由根系进入植物体内,促进叶片光合作用,调节营养元素往果实流动,膨果增产效果明显。与施用化肥相比,在等价投入的情况下可增产15%―30%。&&3、果实品质明显提高:菌群中的侧孢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌等可降低植物体内硝酸盐含量20%以上,能降低重金属含量,可使果实中Vc含量提高30%以上,可溶性糖提高2-4度。&乳酸菌、嗜酸乳杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等可提高果实中必需氨基酸(赖氨酸和蛋氨酸)、维生素B族和不饱和脂肪酸等的含量。果实口感好,耐储藏,售价高。&&4、分解有机物质和毒素,防止重茬:&&&&&&& 菌群中的米曲菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等有益微生物能加速有机物质的分解,为作物制造速效养分、提供动力,能分解连作有毒有害物质,防止重茬。&&5、根际环境保护屏障:&&&& 菌群中的地衣芽孢杆菌等有益微生物施入土壤后,迅速繁殖成为优势菌群,控制根际营养和资源,使重茬、根腐、立枯、流胶、灰霉等病原菌丧失生存空间和条件。使植物根系细胞的细胞壁增厚,纤维化、木质化,并生成角质双硅层,形成阻止病原菌侵袭的坚固屏障。&&6、增强抗逆性:&&&&& 菌群中的地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌等有益微生物可增强土壤缓冲能力,保水保湿,增强作物抗旱、抗寒、抗涝能力;同时侧孢芽孢杆菌还可强化叶片保护膜,抵抗病原菌侵染,抗病,抗虫。&本公司主要生产枯草地衣,复合芽孢杆菌菌粉,主要供应:生物菌肥厂,饲料厂,兽药厂,大型养殖场,是改善产品品质的最佳首选!&公司占地85亩,有亚洲最大的8个70立方米的发酵罐,总发酵量可达600多吨,菌种自产自销,以优质的菌种,合适的价格赢得了广大客户的认可。小包装微生态制剂,脱霉剂,生物发酵剂,发酵饲料等如果你想找发酵菌种的源头或者基地,高龙就是你正确的选择!公司现在诚招代理,大包业务,代加工业务等全方位的合作形式正式展开。欢迎来参观考察,来电咨询:侯华&&&&&&&&&&&
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降解羽毛角蛋白制备小肽的丝状真菌的分离及筛选
2007 年 第 43 卷 第 15 期Anima l P roduction ? 动 物 生 产降解羽毛角蛋白制备小肽的 丝状真菌的分离及筛选汪国和 1,2, 张日俊 1,2*, 丁丽敏 1,2(1.中国农业大学动物科技学院饲料生物技术实验室, 北京 100094;摘2.动物营养国家重点实验室, 北京100094)要: 采用富集分离筛选法, 从长期 堆 积 羽 毛 废 弃 物 的 8 个 土 样 中 富 集 分 离 到 8 株 能 够 在 以 羽 毛 粉 为 主 要 碳 、 硫以及氮源的固体培养基上产生透明蛋白溶解圈的细菌和 2 株真菌, 经过 2 次摇瓶复筛, 分 别通过测定发酵液中可溶 性蛋白的含量和肽键的水解度的变化, 最后筛得 1 株能够有效将羽毛角蛋白水解成小肽和氨基酸的丝状真菌 F2, 结果 表明: F2 菌株在 30 ℃, 120 r/ min 条件下, 液态发酵羽毛粉, 60 h 后发酵液中可溶性蛋白的含量可达到 739.40 羽毛粉失重率达 83.8%, 水解度达到 30.90%。 关键词: 角蛋白酶; 富集; 分离; 羽毛废弃物 中图分类号: Q949.32 文献标识码: A 文章编号: 0258- 7033(2007)15- 0053- 03mg/ L,家禽羽毛角蛋白含粗蛋白 80%以上, 还富含多种 氨基酸, 尤其是亮氨酸、 缬氨酸、 赖氨酸等必需氨基酸, 但角蛋白的 α 螺旋索状结构以及 β 折叠结构使之具 - - 有很强的机械稳定性和抗分解性, 难以被胃肠道内的 消化酶消化, 未能得到有效的利用而成为禽场的主要 废弃物和污染源。目前常用的高温高压及酸碱水解等 理化方法处理羽毛角蛋白, 虽然部分提高了羽毛角蛋 消化率下降以 白的利用率, 但是却具有氨基酸热损失、 及产品适口性差等弊端。Williams 等 从家禽羽毛培养[1]1 1.1材料与方法 羽毛废弃物土壤样品的采集 菌种来源于长期堆积羽毛下脚料用作肥料的土壤, 随机采集 8 个土壤 样品装入无菌试管后无菌保藏。1.2 1.2.1培养基 富集培养基 enrichment cultural media, ECM ( )①( ECM1: 全营养肉汤培养基, 高压蒸汽灭菌 121 ℃, 30 min) , 加入重约 2.5 g 的羽毛 煮沸 5 min) 。 ( ②ECM2: 微量元素 溶液 配方为 K2HPO4 0.3 mg/L, NH4Cl 0.5 mg/L, KH2PO4 ( ? 0.4 mg/L, MgCl2 6H2O 0.1 mg/L, NaCl 0.5 mg/L) , 酵 母 浸 出 物 0.1 g/L。 灭 菌 121 ℃, 30 min) , 冷 却 后 加 入 重 约 ( ( 2.5 g 的羽毛 煮沸 5 min) 。液 中 分 离 到 第 1 株 羽 毛 分 解 菌―― 热 地 衣 型 杆 菌 ―嗜 ( PWD- 1) 以来, 利用生物技术开发新型羽毛角 蛋白引 起了广泛的关注。到目前为止, 已分离筛选出近 20 株 羽毛角蛋白分解菌株, 其中大多数菌株经鉴定归类为 芽孢杆菌属、 弧菌属细菌、 高温放线菌属、 或链霉菌属 和丝状真菌属。 丁正民等 [2]从羽毛堆肥中分离纯化出放 线菌株 SS- 1。随后, 涂国全等 [3]从长年堆积羽毛腐烂的 土壤中通过以羽毛角蛋白为唯一氮源, 获得了 1 株对 羽毛角蛋白分解能力极强的链霉菌 S- 221。自然界中 许多丝状真菌也能够降解角蛋白, 本文采用富集培养 稀释分离技术筛选得到 1 株丝状真菌 F2, 能够将低质 蛋白―羽毛粉转化成更易被动物消化吸收的优质肽蛋 白, 对于缓解蛋白资源紧缺和减轻环境污染压力有着 重要意义。―― ―― ―― ―― ― ―― ―― ―― ―― ―― ―― ―― ―― ―― 收稿日期: 2006- 01- 18 ; 修回日期: 2006- 03- 24 基金项目: 国家 863 高技术研究发展计划资助项目 2001AA246111) ( 作者简介: 汪国和 1978- ) , 男, 硕士 (1.2.2分 离 培 养 基 isolation cultural media, ICM ( )①( ( ICM1 细菌分离培养基) : 微量元素溶液 配方同上) , 酵 母浸出物 0.1 g/L, 琼脂 15 g/L, 羽毛粉 10 g/L。灭菌, 冷 却后无菌加入制霉菌素 50 mg/L) 。②ICM2 真菌分离培 ( ( 养基) : 微量元素溶液 配方同上) , 酵母浸出物 0.1 g/L, ( 琼脂 15 g/L, 羽毛粉 10 g/L, 灭菌, 冷却后无菌加入青霉 素 1 mg/L) 。 (1.3角蛋白酶高产菌的富集培养和分离筛选1.3.1 角蛋白酶高产菌的富集 采用液体摇瓶静置 3 次连续选择富集培养法。取土样 2 g 接入分别装有 150 mLECM1 培养基的 250 mL 三角瓶中, 静置富集培养 7~ d。 10在此期间, 每天振荡 2~ 次, 至三角瓶中的羽毛基本腐 3 烂后, 将腐烂的羽毛转移到装有 150 mL ECM2 培养基的* 通讯作者250 mL 三角瓶中进行第 2 次富集培养。中国畜牧杂志53 动 物 生 产 ? Anima l P roduction2007 年 第 43 卷 第 15 期1.3.2角蛋白酶高产菌的初筛及分离纯化蘸取羽毛蛋白酶, 80 ℃时酶活最强。ECM1 富集培养基采用肉汤 和羽毛组合不仅能够减少漏筛的几率, 还能对角蛋白 分解菌起到一定的驯化作用, 第 2 次富集培养中, 随着富 集时间的延长, 培养液 pH 值呈升高的趋势, 这可能与角 蛋白被分解释放出大量的游离氨基到培养液中有关 [7],腐烂程度较大, 且 pH 值呈增加趋势的富集培养液分 别在由 ICM1 和 ICM2 分离培养基制作的固体平板上进 行划线, 分别于 30 ℃和 40 ℃条件下, 培养 3 d, 选择能 够在分离培养基上产生透明的蛋白水解圈的菌株作为 初筛菌株。ECM2 培养基富集具有更强的选择性, 使存在于 ECM1角蛋白酶高产菌 培养基中的某些不能利用羽毛角蛋白的菌株被淘汰 , 从而有效筛选出目的菌株。表11.3.3角蛋白酶高产菌的摇瓶复筛的第 1 次复筛选择蛋白透明水解圈较大的菌株 ( 8 株 将平板单菌落 细菌和 2 株真菌) 进行第 1 次摇瓶复筛。 分别转接入装有 250 mL 液体发酵培养基 含 2.5 g 羽毛 ( 粉) 的 500 mL 三角瓶中, 分 2 批分别在 30 ℃和 40 ℃条 件下, 进行摇瓶发酵, 并于 24、 、 、 h 分别用考马 48 60 72 斯亮兰法[4]测定发酵液中可溶性蛋白的含量。 角蛋白酶高产菌的第 2 次复筛选择发酵液中可溶 性蛋白含量较高和发酵终点羽毛水解率较高的菌株进 行第 2 次摇瓶复筛, 分别于 24、 、 和 72 h 测定发 48 60 酵液中肽键水解度。 水解度 degree of hydrolysis, DH) 的 测 定 以 茚 三 酮 ( 比色法 [5]为基础, 以完全角蛋白水解液和未水解液的相 同体积样品的光密度之差与蛋白浓度 100~ mg/L) ( 700 绘制工作曲线。分别测定相同浓度的发酵液和未水解 蛋白液在 570 nm 处的吸光度值 水作参比) , 以二者光 ( 密度之差从工作曲线上查蛋白质浓度, 按下式计算水 解度: ( DH(%)= 查标准曲线计算所得浓度/发酵液中羽毛 粉初始浓度) × 1008 个土样的角蛋白酶高产菌的富集结果第 1 次富集 第 2 次富集 土样 温度 /℃ 培养基 腐烂程度 pH 温度 /℃ 培养基 腐烂程度 pH1 2 3 4 5 6 7 830 40 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1 ECM1- ++ + +++ ++ ++ - - +++ ++ + +++ - + + -6.5 7.0 6.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.5 7.5 7.0 6.5 7.5 6.5 7.0 7.2 6.530 40 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2 ECM2+ ++ - +++ ++ - - + +++ +++ + + + ++ ++ -7.4 7.0 6.5 8.2 8.0 6.5 6.7 6.5 8.0 8.5 6.8 7.0 6.5 7.0 7.2 6.8注 : + 表 示 羽 毛 轻 度 腐 烂 , 羽 小 枝 部 分 脱 落 , 羽 轴 变 软 ; ++ 表 示 羽 毛 中 度 腐烂, 羽小枝完全脱落, 羽轴更软, +++ 表示羽轴毁解成碎片即羽毛基本腐烂2.2角蛋白酶高产菌的初筛及分离纯化通过划线分离, 共筛选到 10 株能够在以分离培养基中产生蛋白 水解圈 直径 >1 cm) 的菌株 见图 1) , 分别命名为 B1、 ( ( B2、 、 、 、 、 、 、 、 , 在分 离 培 养 基 中 加 B3 B4 B5 B6 B7 B8 F1 F2 入青霉素和制霉菌素分别抑制细菌和真菌, 达到了在 初筛时同时对初筛菌株进行分离纯化的目的, 从而简1.4数据统计采用 SAS8.02 软件包 ANOVA 程序对数据进行方差分析和差异显著性检验。2 2.1结果与讨论 角蛋白酶高产菌的富集 通过第 1 次富集培养,便了菌株的分离纯化过程 [8]。可能存在于土壤中的角蛋白分解菌均能被富集到 ( 见 表 1) 。经第 2 次富集培养后, 羽毛腐烂程度进一步加 大, 培养至第 4 天时, 羽小枝出现脱落, 羽轴变软, 到 土样 3 和土样 5 均能在 第 7 天羽轴变碎即基本腐烂。30 ℃条件下, 富集培养液中和羽毛表面均能观察到大量的白色或灰色絮状菌丝体, 可能富集到的是真菌, 而 土样 1、 和土样 6 在 40 ℃条件下, 富集培养液黏度变 2 大, 可能富集得到的是细菌, 对于不同土样所富集得到 的 菌 株 种 类 的 差 异 主 要 与 富 集 的 温 度 有 关 , Friedrich 等 [6]曾利用厌氧、 高温等富集条件从土壤中分离得一株 角蛋白分解菌, 该菌属于放线菌, 所产的酶属于丝氨酸图1 各初筛菌株透明蛋白水解圈直径2.3角蛋白酶高产菌的摇瓶复筛初筛菌株的第 154中国畜牧杂志 2007 年 第 43 卷 第 15 期Anima l P roduction ? 动 物 生 产增加的幅度较大, 但 B2、 和 B6 菌株在发酵羽毛粉 B4次复筛过程中, 随发酵时间的延长, 各初筛菌株发酵液 中的可溶性蛋白含量均呈增加的趋势。发酵 72 h 后, 除 B1、 和 F1 外, 其他 7 株菌的发酵液中可溶性蛋 B5 白 含 量 都 达 到 了 较 高 的 水 平 , 其 中 B4 菌 株 最 高 达 ( 1508.77 mg/L, 显 著 P < 0.01) 高 于 B3 和 B7 菌 株 。 另 外, 和其他菌株相比, F2 菌株在发酵起始阶段就能使 发酵液中的可溶性蛋白的含量增高至较高水平达60 h 后, 可能是菌的生长受到终产物的反馈抑制, 从而导致其产酶能力降低或者产酶量减少, 水解度稳定在 某一水平不再增加, 而 F2 菌株的产酶能力受终产物的 影 响 较 小 , 从 60  ̄72 h, 水 解 度 增 加 了 近 4% , 达34.26%。因此, 确定 F2 为最优发酵羽毛角蛋白生产羽毛肽蛋白的菌株。本文所筛选得到的 F2 菌株在 30 ℃ 时酶活力最强, 从而大大降低了大规模发酵时的能耗, 具有很高的应用价值。244.79 mg/L, 这对于在发酵初期尽快积累所需产物具有非常重要的意义, 从而能够缩短发酵的时间, 降低发 酵成本。而且随着培养时间的延长, 发酵液的 pH 值呈 增高趋势, 这对于真菌的生长是不利的, 因此推测在大 规模发酵条件下, 通过向发酵培养基中添加酸液抑制3小结本文所分离得到的新型丝状真菌 F2 能够在较低 的发酵温度和搅拌速率下高效降解羽毛粉为优质羽毛 发酵周期短、 产酶能力强的 等优 肽蛋白, 具有低能耗、 点, 为该菌应用于工业发酵生产优质羽毛肽蛋白提供 了重要条件。 目前本课题组已完成该菌的初步鉴定、 发 酵工艺参数的优化以及发酵产品的营养价值评价等工 作, 而利用分子生物学手段继续提高该菌产酶能力、 F2 菌株所产的角蛋白酶的分离纯化及酶学性质, 发酵产 品的安全性评价等有待于进一步研究。参考文献 :[1] Williams C M, Richter C S, Makenzie Jr J M, et al. Isolation, identification, and characterization of a feather- degrading bacterium [J]. Appl Environ Microbiol, 1990, 56: 1509- 1515. [2] [3]丁正民 , 刘达先 , 马先辉 . 一株分解鸡毛角蛋白的放线菌 [J]. 微 生物学报 , 1993, 33(3): 227- 232. 涂 国 全, 黎 开 金, 王 睿 勇, 等. 羽 毛 角 蛋 白 分 解 菌 的 富 集 培 养 和 分离筛选 [J]. 江西农业大学学报 , 1994, 16(1): 66- 73.pH 升高, 将能大幅度提高 F2 菌株的产酶能力[9]。表2 第 1 次复筛各菌株发酵过程中可溶性蛋白含量 发酵终点羽毛粉分解率 菌株时间 /h ? mg L- 124细菌486072B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8真菌9.90± ab 61.77± b 118.74± a 290.91± a 0.36 0.78 0.72 0.55 118.24± d 349.92± d 629.52± e 1147.83± fg 2.87 1.69 0.90 0.61 29.77± bc 90.74± bc 477.69± c 581.34± 1.26 1.11 1.45 0.80c 5.33± a 347.99± d 1018.83± g 1108.77± ef 0.48 1.25 3.06 0.71 1.44 0.65 0.11 1.13 19.48± b 33.92± a 281.89± bc 336.50± b 26.53± bc 60.70± b 548.39± d 1165.02± g 1.06 0.86 1.23 0.77 28.14± bc 43.92± ab 215.98± b 642.66± d 1.01 1.66 1.71 0.46 41.19± c 83.43± bc 490.66± c 525.10± bc 0.93 0.26 0.55 0.08F1 116.26± d 125.61± c 189.34± ab 334.65± b 2.04 0.07 1.78 2.17 F2 244.79± e 414.01± e 739.40± f 1006.93± e 3.76 2.74 1.15 1.52注: 表中同列数据右肩标不同小写字母者表示差异显著 P < 0.05) (角蛋白酶高产菌株的第 2 次复筛对 F2、 、 和 B6 B4B2 四株菌发 酵羽毛粉产 生 肽 蛋 白 能 力 的 第 2 次 复 筛结果见图 2。随发酵时间的延长, 各复筛菌株发酵液中 肽键的水解度均呈增加的趋势, 从第 24 ̄60 h 水解度[4] 俞建瑛 , 蒋宇 , 王善利 . 生物化学实验技术 [M]. 北京 : 化学工业出版社 , 2005.[5] Rosen H A. Modified ninhydrin colorimetric analysis for amino acids [J]. Biophys, 1957, 67: 10- 15. [6] Friedrich A B, Anthranikian G. Keratin degradation by Fervidobac- terium pennavorans, a novel thermophilic anaerobic species of the order Thermotogales[J]. Appl.Environ Microbiol, 1996, 62(8): 2875- 2882. [7] Xiang Lin, Chung- Ginn Lee, Ellen S, et al. Purification and Charac- terization of a keratinase from a feather- degrading bacillus licheni- formis strain[J]. Appl Environ Microbiol, 1992, 10: 3271- 3275. [8] [9]潭 盈 盈 . 角 蛋 白 废 物 微 生 物 水 解 技 术 的 研 究 [D]. 杭 州 : 浙 江 大 学 , 2003.Chitte R R, Nalawade V K, Dey S. Keratinolytic activity from the broth of a feather - degrading thermophilic Streptomyceus thermo- violaceus strain SD8[J]. Soci Appl Microbiol, 1999, 28: 131- 136.图2复筛菌株发酵过程中发酵液中肽键水解度中国畜牧杂志55 动 物 生 产 ? Anima l P roduction2007 年 第 43 卷 第 15 期川西北草原绵羊组织微量元素冷暖季 含量比较研究文勇立 1,2, 李学伟 1*, 杨 雪 2, 李 辉 2, 王洪志 2(1. 四川农业大学动物科学学院, 四川雅安摘625014; 2. 西南民族大学生命科学与技术学院 ,四川成都610041)要: 了解环境微量元素的生物供给力是否满足放牧家畜的需求, 需要对畜体微量元 素进行相关测定。采用火焰氟等 6 种必需微量元素的含量, 以研究川 原子吸收光谱和氟离子选择电极法测定绵羊毛、 全血、 肝脏等 7 种组织中铜、 西北草地绵羊组织中微量元素含量的冷暖季变化和丰缺状况。结果表明: 含量处于缺乏状态的有肝组织中的铜(19.50mg/ kg)、 锌 钴 暖季含量高于冷季 锰(4.51mg/ kg)、 (62.04mg/ kg)、 (0.12mg/ kg), 肌肉组织中的锌(45.22mg/ kg), 肾组织中的锌(59.61mg/ kg)。 肌肉和肾组织中的锌, 血组织中的钴。含量变化相反, 暖季低于 的有肾、 肝和脾组织中的氟, 肌肉和肾组织中的锰, 血、 冷季的有毛组织中的氟、 锰和锌, 血组织中的铜和铁。 铁、 关键词: 微量元素; 火焰原子吸收光谱法; 氟离子选择电极法; 川西北草地; 绵羊 中图分类号: S826.5 文献标识码: B 文章编号: 0258- 7033(2007)15- 0056- 03放牧家畜摄取的微量元素 (trace elements, TE)主要 来 源 于 牧 草 、 水 等 外 源 性 物 质 , 如 果 TE 缺 乏 、 量 饮 过 或比例不当, 将导致营养性或毒性反应, 甚至死亡。据 缺铝和严 报道, 青藏高原青海环湖地区绵羊处于低铜、 重缺硒的营养状态 , 冷季出现钾负沉积, 血液钠、 钾低[1]本文应用火焰原子吸收光谱 关测试, 但目前未见报道。 法和氟离子选择电极法测定了绵羊冷暖季肝脏等 7 种 组织中铜等 6 个必需 TE 的含量。目的是了解被测组 织中这些 TE 含量的冷暖季变化和丰缺状况, 为改良 川西北草地环境化学质量, 改善动物 TE 的营养水平 和比例提供参考。于正常值 。杨定国 研究指出青藏高原川西北草地土[2] [3]壤有效硼和锰普遍很低; 任文福 [4]研究认为该地区牧草 钙、 磷等含量随季节变化而减少。要弄清放牧家畜 镁、 对 TE 的摄入量是否满足需求, 有必要对畜体进行相―― ―― ―― ―― ― ―― ―― ―― ―― ―― ―― ―― ―― ―― 收稿日期 2007- 04- 19 ; 修回日期 2007- 05- 12 基金项目 : 国家民委应用基础重点资助项目 (03N16) 作者简介 : 文勇立 (1959- ), 男 , 四川小金人 , 博士1 1.1材料与方法 研究地区概况 川西北草地位于青藏高原东南缘, 海拔 3 000 ~ 700 m, 包括四川阿坝、 甘孜州和凉山 4 州的一部分, 面积 16.3 万多 km2, 属高寒半湿润和湿润 草地区。 位于区内的红原县气候寒冷, 无绝对无霜期。 1 月均温 - 9.3 ℃, 7 月均温 11.2 ℃, 降水量 899.7 mm。土* 通讯作者!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Solation and Selection of a Feather - Degr ading Filamentous Fungus for Pr epar ing Small Peptide WANG Guo- he1,2, ZHANG Ri- jun1,2*, DING Li- min1,2 ( College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100094 , China) Abstr act: A study was conducted to enrich and isolate a feather keratin degrading filamentous fungi from feather waste. Eight bacterial and two fungus which can format growth circle in the environment with feather meal as its sole source of carbon, sulfur, and nitrogen were isolated from 8 samples. Subsequently, through twice reselecting, a feather keratin degrading fungi was selected. The fermentation results manifest that after 60 hours of liquid fermentation with F2 in 30℃,120 r/min, the soluble protein and DH can get a level of 739.40 mg/L and 30.90%. Key wor ds: keratin; enrichment ; isolation; feather waste56中国畜牧杂志
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