饲用木聚糖酶制剂的制备及其性质研究

【作者】 费笛波； 冯观泉； 袁超；

【机构】 浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所；

【摘要】 木聚糖酶（xylanase,EC.3.2.1.8）是一类重要的木糖苷键水解酶,特别是近年来作为饲料酶制剂应用于畜牧业,能改善畜禽消化道功能,降低食糜粘度和抗营养性,提高饲料利用率和减少环境污染,而越来越受到令人瞩目的关注。作者以将木聚糖酶应用于饲料工业为目的,进行了木聚糖酶产酶菌株的诱变选育、固态发酵条件及其酶的相关性质的研究。以康氏木霉为出发菌株,经亚硝基胍（NTG）和⁶⁰Coγ-射线辐照交替诱变处理,反复进行诱变菌株的初筛和复筛,获得一株编号为TN-27的变异菌株,其产酶能力（1429 U/g）显著高于出发菌株（831 U/g）,酶活力提高了近72%,且经连续转接7代进行产酶发酵试验,均保持较高的产酶性能不变。对富含半纤维素的供试碳源麸皮、米糠、稻草粉、甘蔗渣、玉米皮、玉米芯等进行多重选择试验,结果表明单一碳源中麸皮产酶能力最强,而复合碳源又显著优于单一碳源,其中尤以麸皮+玉米芯组合为佳,有机氮源促进产酶的能力依次为豆粕>花生饼粉>蚕蛹粉>酵母粉>鱼粉,无机氮源中促进木聚糖酶生成的作用以硫酸铵最为显著,氯化铵次之。以麸皮、无机盐组成的种子培养基,料水比1:1.1,300m]三角瓶装量10g,经29℃培养5d,即可长成丰满的淡绿色孢子。接种时制备孢子悬浮液,按0.15%⁰.2%（w/w）的接种量接入发酵培养基中。接种36 h后,有少量菌丝形成,木聚糖酶活性很低,培养72 h时培养基表面有大量绿色孢子形成,酶活性开始迅速上升,发酵时间以90-96h为宜,酶活力达3617 U/g,比出发菌株初始发酵水平提高了3.35倍。粗制酶液用60⁶5%饱和度的硫酸铵盐析,经离心弃上清,收集沉淀物,再真空干燥获得粗酶粉,进行酶学特性研究。结果表明,底物浓度1.0%时酶促反应速度最快,该木聚糖酶的Km为4.76mg/m1,最适pH值在4.8⁵.6之间,其适宜作用温度在40℃以上,而以50℃左右为最适。将酶液置不同温度下处理不同时间后测定其残余酶活力,结果表明该酶在45℃以下基本稳定,超过55℃酶活迅速下降,1h后残余酶活力仅47%,60℃处理30min基本失活。将粗酶制剂分别置于75℃、85℃、95℃不同温度下处理10min,酶活残存率依次为93.4%、84.2%、71.7%,可见该酶对干热有较强的耐受能力,以适应饲料制粒时的高温环境条件。将木聚糖酶制剂分别在45℃恒温水浴中振荡降解含有2%麸皮、米糠、玉米芯、稻草的半纤维素溶液,酶解2h后测定反应液中还原糖释放量,分别为麸皮0.817mg/ml、米糠0.562 mg/ml、玉米芯0.386 mg/ml、稻草0.193 mg/ml,表明该酶对这四种不同底物的降解顺序为:麸皮>米糠>玉米芯>稻草,因此在应用该木聚糖酶制剂时应注意对降解底物的选择。更多还原