青藏高原土壤中產(chǎn)植酸酶微生物的篩選及酶學(xué)特性研究.pdf

1、植酸酶是一類催化植酸鹽水解為無機(jī)磷酸鹽和肌醇的酶類，作為一種新型飼料添加劑，在動物營養(yǎng)及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。在單胃動物飼料中加入微生物源植酸酶不僅能有效提高磷的利用率，降低磷對環(huán)境污染，而且可解除植酸對飼料中營養(yǎng)因子螯合作用，提升飼料的營養(yǎng)價值，因而在國內(nèi)外受到廣泛關(guān)注。
　　本研究對青藏高原地區(qū)土壤中產(chǎn)植酸酶微生物進(jìn)行分離篩選，誘變選育，獲得高產(chǎn)植酸酶菌株，并對其產(chǎn)植酸酶的性質(zhì)進(jìn)行了研究，取得了如下主要研究結(jié)果。<

2、br>　　1、從青藏高原土壤中共分離得到18株產(chǎn)植酸酶菌株，分別來自三種不同的生境，其中柴達(dá)木盆地灌叢沙丘根際分離得到10株（占55.5％），青藏高原沙化草原分離得到3株（占16.7%），青藏高原鐵路沿線5株（27.8%），其它沙化地且植被較少的取樣地未分離得到植酸降解菌。
　　通過16s/18s rRNA基因序列分析方法對18株菌進(jìn)行鑒定，其中Erwinia persicina AT1-1, Fusarium tricinctu

3、m BLH-2,Talaromyces pinophilus NMH2-1-1,Cladosporium cladosporioides NMH3-3-2菌株是首次發(fā)現(xiàn)植酸降解菌。對18株菌酶活的研究發(fā)現(xiàn)Penicillium glabrum NMH2-3-1產(chǎn)植酸酶活性最高（2695.3U/mL）。
　　2、在28℃、160r/min條件下對菌株P(guān)enicillium glabrum NMH2-3-1進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，培養(yǎng)6d后，對

4、所產(chǎn)植酸酶進(jìn)行了純化和酶學(xué)性質(zhì)研究，結(jié)果表明該酶在pH4.0～8.0和20～60℃性質(zhì)穩(wěn)定，最適反應(yīng)溫度為55℃，60℃保溫1h，酶活保持在75%，具有較好的熱穩(wěn)定性。Mn2+、Cu2+、Al3+對該酶活具顯著抑制作用，Ca2+、Mg2+顯著提高該酶的活性。該酶具有較好的抗胃蛋白酶和胰蛋白酶水解能力。
　　3、對Penicillium glabrum strain NMH2-3-1進(jìn)行了紫外線誘變選育，得到4株高產(chǎn)植酸酶的菌株，分

5、別命名為P.glabrum U1、P.glabrum U2、P.glabrum U3、P.glabrum U4，其中P.glabrum U3產(chǎn)植酸酶酶活最高，達(dá)到3611.3U/mL，較出發(fā)菌株提高34%。通過甲基磺酸乙酯（EMS）對P.glabrum U3株菌進(jìn)行再次誘變，通過復(fù)篩，最終得到4株高產(chǎn)菌株，其中P.glabrum E1酶活比P.glabrum U3提高8.9%，達(dá)到4014.9U/mL，較原始出發(fā)菌株提高了近49%。對P

6、.glabrum E1連續(xù)傳代培養(yǎng)，產(chǎn)酶性能基本穩(wěn)定。
　　4、通過Plackett-Burman實驗設(shè)計對發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，培養(yǎng)液中NH4NO3、MnSO4、FeSO4的濃度是影響植酸酶酶活的顯著因素。利用Box-Behnken設(shè)計進(jìn)行了3因子優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化得到的培養(yǎng)基組成及發(fā)酵條件為：淀粉1.5%、NH4NO30.375%、MgSO4·7H2O0.05%、KCl0.05%、MnSO40.008%、FeSO40.007

7、8%，pH6.0，接種量2%，30℃，搖床轉(zhuǎn)速160r/min。酶活達(dá)4197.15U/mL，較優(yōu)化前菌株，植酸酶酶活提高了4.9%。
　　5、在37℃條件下，用P.glabrum E1產(chǎn)植酸酶粗提液對麩皮、豆粕、棉粕、玉米粉四種飼料原料植酸磷降解率進(jìn)行了測定，結(jié)果表明，4種原料的植酸磷含量分別為69.64%、62.82%、61.24%、44.00%，加入酶液3h后，該植酸酶粗提液對4種飼料原料中植酸磷降解率分別為47.08%、5