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产木聚糖酶里氏木霉的ARTP诱变育种(2)

时间:2024-02-25 10:14来源:毕业论文
随着研究的不断深入,木聚糖酶在酿造、饲料、造纸等方面已经显示出了极高的应用价值。在酿酒工业中,木聚糖酶与其它细胞壁降解酶结合有助于分解谷

随着研究的不断深入,木聚糖酶在酿造、饲料、造纸等方面已经显示出了极高的应用价值。在酿酒工业中,木聚糖酶与其它细胞壁降解酶结合有助于分解谷物细胞壁,使淀粉酶发挥更高效的作用,由此来提高乙醇的产率。同时,木聚糖酶可以有效的分解麦芽汁中的木聚糖和戊聚糖,有效降低麦芽汁的粘度,改善过滤性能,改良啤酒口感,增加清澈度。

在食品工业中,木聚糖酶是一种良好的添加剂,可用于增加面团的硬度、柔软性和弹性。这是由于木聚糖酶能够分解小麦面粉中的非水溶性戊聚糖。因此,面粉中适当地添加木聚糖酶,可明显地增加面包的体积和比容,改善面包的柔软性以及口感。

在造纸工业方面,木聚糖酶的生物纸浆漂白与传统化学漂白相比,具有无可比拟的优越性。木聚糖酶能有效降解纤维素表面的木聚糖,从而增加漂剂的渗透性,纸纤维的内、外部均发生了细纤维化(3),使得木质素能够更高效的从纸浆纤维中脱出,纤维柔韧性也随之增加。木聚糖酶对木聚糖的催化作用还使得纤维细胞壁润胀,细胞结构变得较为疏松,从而使木质素更容易被抽提出来。因此,使用木聚糖酶代替化学剂漂白,能大大减少氯的使用量,以及废水中强致癌致畸物质的含量。木聚糖酶作为“制浆酶”已被西方国家广泛使用,产生了良好的经济和社会效益(5)。

在饲料工业中,木聚糖酶能有效解除木聚糖的抗营养。木聚糖酶将聚合度较高的木聚糖降解成聚合度较低的小分子木聚糖片段,同时破坏了细胞壁的结构,将被细胞壁所束缚的营养物质从细胞中释放出来,使得动物消化道内的消化酶能与之充分接触,从而提高大麦、小麦、燕麦等麦类饲料中养分的消化率。通过降解原料的细胞壁,木聚糖促进了营养物质尤其是可溶性脂类成分(4)的吸收利用。

与其它酶一样,木聚糖酶在应用过程中需把握好用量,过多或者过少都无法达到预期的效果,只有适宜的浓度才能达到最高活性,因此在实际应用中需把握好浓度。

木聚糖酶在自然界中的来源十分广泛,在海洋及陆地细菌、海洋藻类、真菌、酵母菌和反刍动物瘤胃、蜗牛、甲壳动物、陆地植物组织和各种无脊椎动物中都存在。对木聚糖酶的研究报道很多,目前研究和应用最多的是利用细菌和真菌发酵生产木聚糖酶。里氏木霉属于多细胞的真核微生物,它作为工业菌株被广泛应用于生产能够分解不同植物材料的酶类,包括纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等,已有多年历史。里氏木霉产木聚糖酶具备产量高、易于培养和控制、稳定性好、胞外酶等优点,故在生产中常被用作木聚糖酶的生产菌种。由于现有里氏木霉产木聚糖酶的活力和产量都不高,因此,利用常压室温等离子体诱变对菌株进行处理,寻找具有高酶活、发酵周期短的木聚糖酶高产优良菌株直接关系到木聚糖酶能否更好的应用于各个工业。

里氏木霉产木聚糖酶具备产量高、易于培养和控制、产酶稳定性好、胞外酶等优点,故在生产中常被用作木聚糖酶的生产菌种(5-6)。该试验以冷冻保藏的里氏木霉为出发菌株,对其进行常压室温等离子体诱变处理。ARTP 诱变系统在室温条件下使用氦气即可进行操作,操作方法简单易行,并且诱变条件温和,不需要在真空的装置中进行,仪器产生的等离子体十分均匀,整体操作成本也不高。ARTP系统产生的活性粒子可透过细胞膜作用于DNA片段,引起DNA发生多样性损伤和不完全修复突变,形成能稳定遗传的突变株。通过对细菌、酵母菌、真菌等十余种微生物进行ARTP诱变育种发现,相对于其他传统诱变技术,ARTP 诱变育种技术的显著特点是其操作简便、设备简单、实验条件温和、安全性较高、诱变过程迅速,一次诱变操作(几分钟内)可以获得2万个以上突变体,突变率高、突变库容大。同时,ARTP具有射流温度低(25~35 ℃)、活性粒子分布均匀、对人体和环境无危害的特点,与真空条件下运作的常规低压离子束植入操作系统相比,由于除去了复杂并且昂贵的真空系统,ARTP常压室温等离子技术可以在一个非常小的环境内、以惰性气体为基础的等离子体射流区域中进行,大大的提高了操作的安全性,同时能够控制不同的剂量(7)。 产木聚糖酶里氏木霉的ARTP诱变育种(2):http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_202268.html

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