发酵副产物

发酵副产物（精选七篇）

发酵副产物 篇1

1 实验部分

1.1 菌种来源

实验采用的丁醇菌种为某地郊区树下的深层土壤。

1.2 主要仪器设备

实验采用的仪器设备包括7683B气相色谱仪、电子秤、光学显微镜、试管、滴定管、离心管、冷凝管、恒温水浴锅、电子恒伟电热套、可见光分光光度计、电磁炉、培养箱、干燥箱、酸度计、台式冷冻离心机、恒温振荡器和高压蒸汽灭菌锅等。

1.3 配置培养基

高产丁醇菌种的培养基包括以下3 种: (1) 富集培养基。采用电子秤称量65 g的玉米粉, 加入1 500 m L的烧杯中煮沸呈糊状, 糊状物剩1 000 m L时通入氮气, 并分别装入100 m L的厌氧瓶中。 (2) 分离培养基。在固体滚管中加入质量浓度为15 g/L的琼脂、质量浓度为2.0 g/L的蛋白胨、质量浓度为0.5 g/L的磷酸氢二钾、质量浓度为1.0 g/L的氯化钠、质量浓度为0.2 g/L的七水合硫酸镁、20 g的葡萄糖。 (3) 发酵培养基。发酵培养基的成分为体积分数为1.0 m L/L的维生素溶液、质量浓度为3.0 g/L的酵母提取物、质量浓度为0.4 g/L的七水合硫酸镁、质量浓度为1.5 g/L的氯化铵、2.7 g的磷酸二氢钾、质量浓度为65 g/L的葡萄糖、质量浓度为0.5 g/L的半胱氨酸。

1.4 实验方法

1.4.1 高产丁醇菌种的富集和筛选

在持续通氮的条件下, 将土壤放入厌氧培养瓶中并振荡, 直至土壤中的芽孢全部释放;取上清液煮沸, 将活体细胞全部杀死, 用注射器吸取10 m L的上清液, 移入富集培养基中培养, 静置5 d左右;将静置后的上清液加入新的富集培养基中, 反复3 次;当菌群覆盖培养瓶时, 表明菌群生长良好, 选取1 m L上清液加入分离培养基中, 静置2 d;缓慢地沿一个方向转动试管, 使菌液均匀的铺在培养基上, 静置2 d;用氮气针挑取生长良好的单菌落加入液体培养基中, 并通过显微镜观察菌体的形态。

1.4.2 高产丁醇菌种的鉴定

高产丁醇菌种的鉴定可采取以下2 种方法: (1) 形态学观察和鉴定。在光学显微镜下观察菌体形态, 呈梭状为合格。 (2) 分子生物学鉴定。取对数期的菌液3 m L, 离心5 min, 采用细菌基因组提取试剂盒提取DNA, 以16S r DNA为引物进行基因扩增, 并回收和纯化细菌16S r DNA;以p MD18-T为转化载体, 在室温条件下反应2 h, 然后加入100 μL的感受态细胞T1 中, 并在42 ℃的水浴中加热50 s后迅速放入冰水浴中冷却;添加250 μL的培养基, 培养1 h;添加Amp, 培养30 min;当X-gal和IPTG吸收完毕后, 取150 μL的菌液培养, 培养时间必须<12 h;通过琼脂糖凝胶电泳检测选, 取呈阳性的菌液, 并在具有相应资质的实验室测序。

2 代谢副产物对丁醇发酵的影响分析

代谢副产物对丁醇发酵的影响分析分为以下3 步: (1) 当实验人员发现编号为S12 的菌株的丁醇生产能力最优秀时, 利用分子鉴定手段对菌株S12 进行了鉴定, 并在此基础上, 通过相应的序列比对确定了S12 的菌类。 (2) 实验人员在确定最佳时间的过程中, 合理结合形态学的观察方法发现, 丁醇的质量浓度为5.212 g/L, 相比于优化前的5.017 g/L, 这一产量提升在第16 小时最明显;在培养基成分中, 七水合硫酸镁、磷酸二氢钾、葡萄糖对菌株S12 的产丁醇发酵有明显的影响。通过菌株S12的生长曲线测定可得到相应的理想时间点。实验发现, 七水合硫酸镁、磷酸二氢钾、葡萄糖的最适添加质量浓度分别为0.39 g/L、2.7 g/L和64.69 g/L。实验结束后, 丁醇的产量达到了4.21 g/L, 比原产量提高了3.5%. (3) 实验人员通过在不同细菌生长期添加有机酸, 确定了菌株S12 接受代谢副产物调控的最佳时间为对数期末期, 且在这一过程中, 可利用响应面来分析不同因素对丁醇生产的影响。丁酸对丁醇的促进能力比乙酸高。实验结果表明, 丁醇的最终产量为5.808 g/L, 比以往提升了38.24%.

3 结论

综上所述, 丁醇作为一种重要的化学工业原料, 得到了广泛应用。丁醇发酵的相关研究对丁醇的进一步应用有着极为重要的意义。因此, 技术人员应对丁醇菌种的选育及其代谢副产物对丁醇发酵的影响有清晰的了解, 从而使丁醇在未来得到更加合理的应用。

本文以某地区树下深层土壤的丁醇菌种为实验材料, 通过实验发现, 编号为S12 的菌株生产丁醇的能力最强, 并通过形态学观察、分子生物学鉴定的方法, 将S12 作为一种菌种, 用于丁醇的高效发酵和生产。在培养基中添加七水合硫酸镁、磷酸二氢钾、葡萄糖对丁醇发酵的影响比较明显, 可提高丁醇的产量。此外, 复合有机酸对丁醇的发酵有一定的影响, 且乙酸的促进能力低于丁酸, 添加合适浓度的丁酸能提高丁醇的产量。

摘要：采用实验的方法探析了高产丁醇菌种的选育及其代谢副产物对丁醇发酵的影响, 以供相关单位参考。

关键词：高产丁醇菌种,代谢副产物,汽油,能量密度

参考文献

[1]姜成.高产丁醇菌种的选育及代谢副产物对丁醇发酵影响的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2012 (07) .

[2]刘力强, 杨丽萍, 李立强.生物丁醇燃料产业化制造中的问题及发展趋势[J].生物产业技术, 2012, 2 (05) .

[3]王一雷.发酵法制备丙酮、丁醇的研究[D].天津:天津大学, 2014 (06) .

发酵副产物 篇2

污泥本身就是植被生长所需的一种天然养料, 在自然状态下条件要求具备时可实现自然腐熟、发酵, 从而既能通过污泥中的微生物分解其污泥混浊体中难以降解的有机物, 又能使得这种分解后的有机物作用于土壤, 令植被充分吸收有机化学元素养料, 促进其茁壮、健康成长。不过, 这一自然发酵、腐熟过程往往时间、周期较长, 不如人工堆肥发酵效益明显。如此一来, 污泥发酵则需要经过人工处理, 联合使用一些其他促进污泥发酵的加工原料, 比如动物粪便、植被残枝败叶等。通过近些年的污泥发酵产物应用角度来看, 人工处理还有一项优势则是能将污泥发酵以后的有机毒害物质转化为无害化有机养料, 这种腐熟、发酵的养料作用于园林植被作物上, 不仅可有效促进其充分生长, 同时也能较好的改善土壤。当然, 部分人士认为污泥发酵以后直接作用于土壤时, 可能会影响土壤的原有有机环境, 对生态恢复不利。实则不然, 这一过程中, 植被作物并不受污泥发酵作用下的土壤环境影响, 主要体现为硝酸盐淋溶增加, 而其他指标并会发生显著变化。因此, 城市污泥发酵产物应用于园林绿化中, 不仅生态环保效益良好, 又能变废为宝, 实现资源合理再利用, 具有重要现实意义与应用价值。

2 园林绿化领域中对城市污泥发酵的需求情况

在园林绿化养护作业过程中, 考虑到乔木、灌木、花卉等植被的健康成长, 其供给植被土壤的有机营养土往往需求较大, 需要全面考虑土壤的有机化学元素能够充分、平衡等, 从而才确保植被作物适应土壤有机生长环境。同样, 现阶段园林绿化随着绿化草坪与人工作业面积的不断加大, 污泥发酵需求也客观日趋提升。此外, 在市政高速道路建设中, 隔离带、护坡带也往往需求大量植被, 特别道路中间的绿化隔离带设置绿化植被、花卉等, 一是城市规划建设要求所需, 二是考虑到生态建设与城市交通事业协调发展, 即需要考虑到绿色、生态的同时, 能够做好市政园林绿化工作。故而, 污泥发酵产物用途广泛, 特别是广为应用在园林绿化工作中, 其需求量较大, 具有广阔发展空间及应用潜力。

3 污泥发酵产物在城市园林绿化领域中的应用前景问题研究

3.1 城市绿地扩张提供了污泥发酵的市场契机

城市园林绿化领域中, 最为直观的重点绿化对象则是公园、高速路桥项目、居民小区、以及其他公共基建设施等。在我国近些年的城市绿化环保政策实行以来, 城市用地绿化面积逐渐呈快速上升发展趋势。据有关资料显示, 现阶段我国每年城市绿化面积增长速度一度保持在10%~15%左右。因此, 随着园林绿化需求加大, 以及绿地扩张面积的加大, 污泥发酵总体需求量也在日趋提升。特别是在人们娱乐、活跃程度较高的区域内, 污泥发酵除却满足使用量化指标的需求以外, 还要考虑到其发酵以后的臭气、难闻气味能够达到控制标准, 这样才能使其广为应用于诸多园区与人们公共设施娱乐场所中, 激发其广阔发展前景下的潜在市场价值。

3.2 污泥发酵产物的自有优势

在准入贸易竞争市场下, 供园林绿化工作所需的市场产品也愈发多元化, 这就对污泥发酵市场应用带来一定影响。为了能够使污泥发酵产物在市场下获得更为充分的发展空间, 就需要地方政府对污泥发酵产物市场开发予以政策倾斜和积极扶持, 从而才能保障污泥发酵产物的市场竞争力。一方面, 污泥发酵后本身的有机化学成分可以提供植被所需的必要养料。另一方面, 污泥发酵保水性能良好, 也更利于植被对水分吸收的适应需求。因此, 污泥发酵产物自身具备显著市场竞争优势, 地方政策政策给予政策倾斜与引导扶持也就很有必要。具体而言, 其显著优势在于以下几点。第一, 污泥含有较为丰富的有机质, 特别是氮、磷、钾植被生长必备所需的有机化学元素, 既能够利于植物吸收养分, 又能够作用于园林绿地, 改善土壤环境。而这恰恰也荒山、贫瘠土地资源相反, 即通过污泥发酵以后的改良土壤, 养料充分, 能够较好的给予微生物充分适应空间, 而荒地养料缺乏, 其存活时间大幅缩短。第二, 污泥发酵以后更适用于堆肥处理, 按照固氮菌及辅料进行混合级配, 可加工成污泥生物肥料, 从而能够达到植被作物增产增效的目的。同时, 污泥堆肥由于经过高温处理, 不仅能消灭大量不利作物生长的病原菌和寄生虫, 同时又能产生无毒害的腐殖质养料, 且经过转化的腐熟养料也可有效消除器臭味、异味;第三, 近年来腐熟堆肥后的污泥处理技术一直是国内外研相关课题研究重点, 故而污泥发酵产物的市场前景也更为广阔。

3.3 污泥发酵产物逐渐成为新型绿化材料

对从业园林绿化项目建设的企业及市政绿化工作而言, 往往需求大量绿化原材, 比如园林绿化土工织物的大面积使用, 以及大量基质草坪卷等的生产及应用等。现阶段, 不少草坪种植往往带土生产、种植, 这种加工方式不仅会导致其土壤化学养料成分下的有机元素平衡遭受破坏, 同时严重时也会导致水土流失加剧。而这也是当前无土基质草坪市场销路较广的主要原因。不过, 污泥发酵产物在园林绿化中加以应用, 却比无土基质草坪应用效益更大, 这主要归功于其能够通过污泥发酵、腐熟逐渐改善其土壤腐殖质下的化学有机元素成分, 更利于一些难降解的有机元素加快分解过程, 从而一方面能加快植被生长, 提升作物品质, 另一方面又能巩固土壤, 避免水土流失, 对生态环保而言效益、价值较高。因此, 有关政府及园林规划管理单位也能对此予以重视, 需要加快推行有关政策机制, 给予地方从事园林绿化的经营企业一些政策优惠, 加大对污泥发酵产物生产的重点关注等, 以充分调动污泥生产、加工的积极性, 促进污泥加工生产创造可观收益。

4 结语

污泥发酵产物具备良好的基础条件与自由优势, 在园林绿化中应用前景广阔且生态效益、应用价值很大。因此, 为了促进污泥加工生产与合理发酵、腐熟应用于园林绿化领域中, 地方政府可全面贯彻优惠政策并要适度放宽市场限制、约束条件, 包括在污泥发酵产物生产环节与销售过程中给予一定资金帮扶等, 以此才能使污泥资源变废为宝, 实现资源合理再利用, 积极促进其在城市园林绿化领域中创造更为广阔的经济空间与高度社会效益。

摘要：污泥发酵是一种天然的有机肥料, 是常见园林绿化堆肥所必不可少的重要有机原料, 在园林绿化中具有广为应用的发展空间与潜力。这不仅是因为在园林绿化工作中, 采用天然的污泥发酵、腐熟有机肥料, 能有效促进植物吸收其肥料的有机化学元素, 补足营养, 实现充分、茁壮成长。同时也因为在园林绿化领域中应用污泥发酵产物既经济、又环保, 可实现废弃资源合理再利用, 具有高度回收价值与生态环保效益。基于此, 文中以污泥发酵作为阐述切入点, 对其在园林绿化领域中的应用需求、前景等问题展开了必要探讨。

关键词：污泥发酵,园林绿化,堆肥,潜力

参考文献

[1]刘洪涛, 马达, 郑国砥, 陈同斌, 高定, 杜伟.城市污泥堆肥在园林绿化及相关领域中的应用[J].中国给水排水, 2011 (13) .

发酵副产物 篇3

1 实验材料

1.1 菌株

红曲霉 (紫色红曲, Monascus purpurcus) 由长江大学生命科学学院微生物实验室提供。

1.2 培养基

斜面培养基:麦芽糖5%、豆芽汁20%、琼脂2%~3%, 0.1MPa灭菌25min;

种子培养基:可溶性淀粉6%、黄豆粉0.5%、KNO30.25%、Zn SO40.05%、Mg SO40.05%, 0.1Mpa灭菌25min;

液态发酵培养基:蔗糖10%、酵母膏0.3%、KNO30.2%、KH2PO40.1%、MgSO4·7H2O 0.05%、KCl 0.05%、FeSO40.001%, 0.1Mpa灭菌25min;

2 实验方法

2.1 菌株的培养

2.1.1 菌液的制备

菌悬液的制备:将斜面培养基上的菌株用40m L无菌水冲洗下来, 转入装有玻璃珠的150m L培养瓶中, 震荡后用6层无菌纱布过滤, 滤液即为菌悬液。

种子液的制备:在250m L锥形瓶中加入72m L种子培养基, 灭菌后接入3m L菌悬液, 29℃振荡培养36h。

2.1.2 发酵培养

将制备好的菌悬液按6%的接种量接入已灭菌的液体培养基, 29℃摇床180rmp培养10d。

2.1.3 代谢产物分离

发酵液用滤纸过滤, 收集滤出物烘干至恒重, 即得红曲霉菌丝干重;

滤液中取出1.5m L, 12000rmp离心10min, 去上清进行色素的测定。

2.2 红曲霉液态发酵实验

所用培养设备为立式双门回旋摇床, 设置温度为30℃, 转速为141r/min。

将菌悬液接入液体发酵培养基中, 在相应时间进行相应超声波处理。并留出24瓶培养瓶作为对照。从培养第3天开始每天取出处理组和对照组各3瓶, 进行代谢产物的提取和测定。

2.2.1 红曲霉色素含量的测定

发酵液经滤纸过滤后, 取出1.5m L, 12000rmp离心10min, 取上清在380~550nm处进行紫外扫描。确定其紫外吸峰的波长。

2.2.2 超声波处理对红曲霉代谢影响的单因素实验

所用设备为超声波清洗仪, 由处理次数, 处理时间, 处理强度, 作用方式和作用功率的不同, 设置单因素实验。

由于处理次数过多, 处理间隔短, 单次处理时间过长, 处理功率过大都会导致菌丝球破裂菌体死亡, 经过预实验的摸索, 确定单因素设置如表1。

每个单因素单水平实验操作均为将菌悬液接入液体培养基中, 放入29℃摇床中培养, 共32瓶。其中24瓶为实验组 (8瓶1组, 3组重复) , 8瓶为空白组。根据单因素实验水平的设置确定实验组处理方式进行处理, 从培养72h开始, 每24h取出每组1瓶进行代谢产物的测定, 培养十天实验结束。

(1) 确定使用功率为320W, 处理时间为2min, 开始作用时间为培养48h, 间隔作用时间为24h。设置3个实验组, 分别为处理1次、2次和3次;并设置1个空白组。

(2) 确定使用功率为320W, 处理时间为1min, 间隔作用时间为24h, 共处理3次。设置3个实验组, 开始处理时间分别为培养后48h、72h和96h;并设置1个空白组。

(3) 确定使用功率为320W, 开始作用时间为培养72h, 间隔作用时间为24h, 共处理3次。设置3个实验组, 分别为处理1min、2min和3min;并设置1个空白组。

(4) 确定使用功率为320W, 处理时间为1min, 开始作用时间为培养72h, 共处理3次。设置3个实验组, 处理间隔时间分别为12h、24h和36h;并设置1个空白组。

2.3 结果与分析

2.3.1 超声波处理次数对红曲霉红曲色素代谢产物代谢的影响

培养72h后, 每24h取出每组3瓶, 进行代谢产物的测定, 取得平均值进行红曲色素代谢曲线的绘制, 结果如图1所示。结果表明, 超声波处理能使红曲色素的产量明显增加, 处理次数越多增强的效果越明显。

2.3.2 超声波处理方式对红曲霉红曲色素代谢产物代谢的影响

培养72h后, 每24h取出每组3瓶, 进行代谢产物的测定, 取得平均值进行红曲色素代谢曲线的绘制。结果如图2所示。结果表明, 超声波作用将改变红曲霉红色素和黄色素代谢曲线, 在培养72h后开始进行超声波处理可得到最多的红曲霉色素。

2.3.3 超声波处理时间对红曲霉红曲色素代谢产物代谢的影响

培养72h后, 每24h取出每组3瓶, 进行代谢产物的测定, 取得平均值进行代谢曲线的绘制。结果如图3所示。结果表明, 超声波作用的时间和红曲霉红色素和黄色素的代谢量并不呈线性关系, 得出超声波对红曲霉处理1min为超声波处理时间的最优条件。

2.3.4 超声波处理间隔时间对红曲霉红曲色素代谢产物代谢的影响

培养72h后, 每24h取出每组3瓶, 进行代谢产物的测定, 取得平均值进行代谢曲线的绘制。结果如图4所示。结果表明, 超声波处理的间隔时间长短和红曲霉红色素和黄色素的代谢量无明显关系, 根据色素代谢的全过程, 得出超声波对红曲霉以间隔时间为24h处理时能得到最大的色素量。

2.4 结论

微生物的发酵受到许多因素的影响, 如温度、溶氧量、培养基、菌种、p H值等, 其中任何一个因素发生变化, 都有可能引起细胞产量和蛋白质产物稳定性发生巨大的变化。研究发现, 在红曲霉培养72h后进行超声波处理, 间隔每24h处理1次共处理3次, 处理时间为1min, 使用功率为320W的超声波处理为红曲霉代谢产品最优处理条件。

参考文献

[1]刘雷萍.红曲中生物活性物质研究进展[J].食品工业科技, 2003 (9) :90-93.

[2]杨胜利, 王金宇, 邹彦平, 等.超声波照射对红曲Monacolin K产量的影响[J].食品与发酵工业, 2002, 29 (2) :66-68.

[3]郭红珍, 王秋芬, 马立芝.不同培养条件对红曲霉产红曲色素的研究[J].食品科学, 2008, 29 (1) :215-218.

发酵副产物 篇4

1资料的选取

1.1一般资料

在市面上购得新鲜黄豆和富含多种维生素和氨基酸的酵母,经过一定程序的食品测试测得黄豆质量合格,安全无危害,可健康食用,具有一定保健性;酵母成分丰富,所含物质可促进人体对于食物中维生素和氨基酸的吸收,同时还可以预防炎症、保护肠胃,有益于增强机体免疫力。在所选仪器方面,选用研究中常用的气相色谱质谱联用仪,结合固相萃取技术,对豆制品所产生的豆渣发酵产物中挥发性风味化合物成分进行分析。

1.2方法

对黄豆豆渣进行发酵,将所选黄豆进行长时间浸泡后将皮去掉,制成豆渣,之后进行高压灭菌,在无菌条件下接种所选酵母的菌液,放入35℃的保温箱中进行培养,18~24h后取出,采用萃取技术,通过相关仪器进行豆渣发酵产物中挥发性风味化合物成分分析。进行萃取时,选取部分合适的豆渣发酵产物,加入到样品瓶内,在35℃的温度下密封保存1h,之后进行萃取,通过气相色谱质谱联用仪对豆渣发酵产物中发挥性风味化合物成分进行分析。

实验过程中,进行色谱分析是需要一定条件的,研究中对于色谱中的色谱柱,各个实验过程中的温度、气流、发酵产物所培养的时间、样品进样多少都有着严格要求。实验结果的准确性还受着多种因素的影响,仪器的型号、样品的种类和质量、萃取的条件等,都会对实验结果产生一定程度的作用。所以在进行试验时,一定要严格控制实验条件,尽可能的优化萃取条件,保证结果的精确性。

2结果

实验表明,挥发性风味成分由多种化合物共同组成,其中以芳香醇类、萜类化合物对风味化合物的影响比较大,通过使用不同的萃取头对豆渣发酵产物进行测试,发现不同的成分都有其更适合的萃取头。同时,还对不同温度下发酵产物进行研究,研究表明温度与挥发性化合物的挥发率成正比,温度越高,挥发率越大,但是这并不是无限增大的,当温度高到一定程度,反而影响豆渣发酵产物的挥发率。

3结论

黄豆现如今已经成为了深受人们喜爱的保健品,但是在进行自身保健的同时,不能忽略了豆渣对环境和生活产生的影响,根据实验结果表明,挥发性和风味化合物受多种因素的影响,萃取过程中萃取头的应用、温度和时间的控制都是研究的重点。实验时应该严格控制实验条件,以便于更精确的得出实验结果。研究黄豆豆渣发酵产物中挥发性风味化合物成分,有助于更好的对黄豆产生的副产品进行充分利用,实现新型物质的发展和转化,在此基础上,还可以更加完善发酵工艺,为今后进一步的探索和研究提供了经验和实验依据,有利于实现我国资源可持续利用的深远目标。

参考文献

柞蚕副产物综合开发利用前景广阔 篇5

一、柞蚕蛹的综合利用

1. 柞蚕蛹的主要成分和营养价值

我国柞蚕资源比较丰富, 柞蚕茧年产量约6万吨, 鲜蛹产量5万吨左右。柞蚕蛹体内含有丰富的蛋白质、脂肪和维生素等对人体有用的化学成分。柞蚕鲜蛹及缫丝蛹中各种化学成分的含量见表1。

由表1可知, 柞蚕蛹中粗蛋白和粗脂肪含量比较丰富。另据华南农业大学分析, 柞蚕蛹干物质中粗蛋白含量占56.88%, 蛋白质中含有18种氨基酸, 其中人体必需的8种氨基酸含量较高。柞蚕蛹干物质中, 粗脂肪含量占26%～28%, 脂肪中含有多量不饱和脂肪酸甘油酯, 通过适当方法可将不饱和脂肪酸分离出来, 其中油酸、亚油酸和亚麻酸等占75%以上。柞蚕蛹体内还含有钾、钠、铜、铁、磷、钙、锌、镁、维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素E及胡萝卜素等。用大白鼠做长期毒性试验表明, 柞蚕蛹粉对大白鼠的各脏器无不良影响。

2. 柞蚕蛹的食用

蚕蛹自古有食用记载, 民间多为直接煮食或炒食, 我国东北地区素有“七个蚕蛹一个蛋”之说。近年来, 通过深加工现已开发出蚕蛹膨化果、蚕蛹面包、蚕蛹罐头、袋装油炸蚕蛹、真空包装五香蚕蛹、蚕蛹酒等多种产品, 受到国内外市场的广泛关注。

3. 柞蚕蛹的药用

蚕蛹对人体脂肪及糖代谢有一定的调节作用。蚕蛹中富含蛹醇、蛹油甾醇、蜕皮松、多种不饱和脂肪酸及维生素等。柞蚕蛹作为药用已被《东北动物药》和《中国动物药》收录, 取蚕蛹25克, 水煎服, 日服两次, 可医治糖尿病、尿多症;治疗癫痫病可用蚕蛹70个, 加冰糖适量, 蒸熟, 每次发作清醒后, 分两次服下, 或在发作前服用, 效果更好。另据资料记载, 单味蚕蛹焙干, 研粉, 可以治疗小儿营养不良和消化不良。从蛹油中提炼的亚麻油酸, 是治疗动脉硬化、高血脂及高血压症的良药。

柞蚕干蛹中脂肪含量高达28%左右, 蛹中脂肪通常以高级脂肪酸甘油酯的形式存在, 其中不饱和脂肪酸占75%以上。蚕蛹中的蛹油可用生榨法、热榨法或浸出法精炼提取出来, 再进一步加工制得不饱和脂肪酸。以此为原料能制取防治肝炎、动脉硬化及各种类型的高胆固醇血脂症等药物。

4. 利用柞蚕蛹培养蛹虫草

冬虫夏草具有祛病强身、益智延年、滋肺补肾、止血化痰、抗缺氧、消炎及抑制细胞分裂等作用, 柞蚕蛹是培养蛹虫草的上好材料。蛹虫草是在自然条件下, 虫草菌属真菌——蛹虫草菌寄生在鳞翅目等地下越冬蛹上长出的子实体, 别名北冬虫草。蛹虫草的人工培养有三种形式, 一是将蛹虫草菌直接接种在柞蚕蛹体上长出子实体。其培养经过是:野生菌种搜集、纯化、分离培养、菌种扩繁、接种僵化、育草采收、干品制作。二是将蛹虫草菌接种在米饭等固体培养基上长出子实体, 培养温度为23±2℃, 其他方法和条件同上。用该法100克培养基可产鲜子实体50克。三是液体培养蛹虫草菌丝, 该法在25℃条件下, 摇床培养120小时, 收率较高。

5. 柞蚕蛹在保健品上的应用

柞蚕蛹油中的不饱和脂肪酸和多种脂溶性维生素, 具有明显的药理作用和营养作用。柞蚕蛹油能使动物角质层变薄, 表皮层有明显的增生现象, 发生层和颗粒层细胞肥大, 排列整齐。

柞蚕蛹蛋白是一种高级营养动物蛋白, 多以脱脂后的柞蚕蛹通过等电点沉淀法制备。提取的蛹蛋白可用作食品添加剂, 以提高食品的营养价值。还可利用柞蚕蛹蛋白制取复合氨基酸和单种氨基酸。复合氨基酸进一步用717型阴离子交换树脂分离为单种氨基酸。此外, 还可以利用柞蚕蛹皮制取壳聚糖等。

二、柞蚕蛾的综合利用

柞蚕蛾是蚕种场制种后的副产物, 其中雄蛾干品约占40%。目前, 柞蚕蛾的利用多以雄蛾为主。柞蚕制种期间, 每生产1000公斤柞蚕卵可得15000公斤鲜蛾, 其中雄蛾约6000公斤, 烘干后得2000公斤干品。

1.柞蚕蛾的化学组成

柞蚕蛾的化学组成如表2所示。

由表2看出, 柞蚕蛾体中蛋白质和脂肪的含量较高, 雄蛾脂肪含量明显高于雌蛾。雄蚕蛾体内脂肪中, 油酸、亚麻酸和亚油酸等不饱和脂肪酸含量高达78.6%, 其中必需脂肪酸占43%。柞蚕蛾除含有蛋白质、脂肪和碳水化合物外, 还含有激素、维生素、无机盐和细胞色素C等多种具有生理活性的物质。柞蚕蛾体内还含有保幼激素 (JH) 、蜕皮激素 (MH) 、促前胸腺激素 (PTTH) 和羽化激素 (EH) 等昆虫激素, 以及促甲状腺激素 (TSH) 、泌乳激素 (PRD) 、促卵泡成熟激素 (FSH) 、促黄体生长激素 (LH) 、雌乙酚、孕酮、睾丸酮等多种人类激素。

(何德硕, 吕继业, 1985)

2. 柞蚕蛾的食用

自古以来, 我国中医就有食用蚕蛾可以补肝益智、强精健体之说。柞蚕蛾的食用方法有多种, 将蚕蛾去翅并搓洗去掉蛾毛, 沥干的蚕蛾倒入勺内烹炒5分钟即可食用。此外, 还可将蚕蛾去翅、烘干、粉碎、过筛制成蚕蛾粉, 作为营养食品添加剂加入到饼干、面包等食品中。

3. 柞蚕蛾在保健品和药品方面的利用

柞蚕雄蛾有“补肝益肾, 壮阳涩精”的医疗保健功能, 主要用于治疗阳痿、尿血、溃疡及烫伤等。以柞蚕雄蛾为主料的产品有“龙蛾酒”“佳特奇”“柞蚕公蛾酒”等。其中“龙蛾酒”配方是:柞蚕蛾浸液30%, 补骨脂10%, 淫羊藿15%, 何首乌10%, 菟丝子10%, 熟地10%, 刺五加5%, 白糖1%, 白酒5%, 其他4%。以柞蚕雌蛾为主料配制的“九如天宝液”对治疗前列腺肥大和妇女更年期综合征有较好疗效。

三、柞蚕废茧丝的深加工与利用

柞蚕废茧丝主要包括茧衣、同宫茧、薄皮茧、油烂茧、废茧、蛾口茧、割口茧、长吐、滞头、汤茧、毛丝、蛹衬等。

(余东华等, 食品工业科技, 1997)

1. 柞蚕茧丝的主要成分

柞蚕茧丝主要由丝素和丝胶组成, 丝素占84.9%～85.3%, 丝胶占1 2%～1 3%, 脂肪、蜡、色素占0.64%, 灰分占1.32%～1.75%。丝素和丝胶都属于蛋白质, 其水解产物是α-氨基酸。丝素中主要含有丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸, 分别占50.5%、23.6%和11.3%, 三者总和占丝素中氨基酸总量的85.4%;丝胶中主要含有丝氨酸、苏氨酸和精氨酸等, 分别占丝胶中氨基酸总量的19.68%、10.24%和11.16%, 三者总和占丝胶中氨基酸总量的41.08%。

2. 柞蚕丝绵的制作

将茧脱胶后放入45℃温水中, 撕开茧口套于事先制好的一定形状的丝棉小弓 (弓高约20厘米) 上, 均匀地拉至弓的底板, 使之形成一层厚薄均匀的丝棉。取下丝棉晒干即为丝棉成品。再经漂洗液 (水∶硅酸钠∶双氧水比例为80∶1∶2) 煮沸漂洗、脱药、晒干, 即可得到白色的丝棉。拉织的丝棉可进一步制成丝棉被套、褥套、棉袄、棉裤等产品, 深受人们喜爱。

3. 柞蚕丝素粉的开发

柞蚕丝及丝素粉具有极强的防止紫外线照射的功能。在化妆品中加入丝素粉10%左右就能够有效地吸收紫外线, 抑制黑色素的生成, 进而预防黑色斑和雀斑的生成等。此外, 现已开发出含有丝素粉的糕点、糖果等食品和美容霜膏、洗浴剂等化妆品。我国古代医学书上有煎服蚕茧可治疗糖尿病的记载。甘氨酸和丝氨酸有降低血液中胆固醇、排除体内有毒物质的作用, 食用蚕丝食品可以预防高血压病, 同时可以促进胰岛素分泌, 对糖尿病有防治作用。丙氨酸可以加速乙醇代谢, 收到保肝、护肝、增强肝功能的效果

四、柞蚕蛹、卵在害虫生物防治上的利用

1. 利用柞蚕卵繁殖赤眼蜂

赤眼蜂属于昆虫纲、膜翅目、小蜂总科、纹翅卵蜂科、赤眼蜂属的卵寄生蜂, 成虫体长0.3～1.0毫米, 为世界最为广泛利用的一种天敌昆虫。防治对象广及60多种农林害虫, 我国主要用以防治玉米螟、蔗螟和松毛虫等害虫。用以防治害虫时, 可在室内用柞蚕卵培养繁殖, 害虫大发生时将其释放到田间, 使其寄生, 以控制害虫。

2. 利用柞蚕蛹繁殖白蛾周氏啮小蜂

白蛾周氏啮小蜂是美国白蛾主要寄生性天敌之一, 可用柞蚕蛹进行繁殖用于生物防治。接种时, 在暗光下操作, 接种后置25℃、相对湿度70%～80%条件下, 寄生12～24小时。

发酵副产物 篇6

1 实验材料与仪器

1.1 实验材料

甘露醇标准品 (批号;100533-200301中国药品生物制品检定所) ;水 (超纯水) ;其他试剂均为分析纯;长柄侧耳发干燥酵液和菌丝 (实验室自制) 。

1.2 实验仪器

高效液相色谱仪 (岛津LC-20AT) ;示差折光检测器 (RID-10A) 。

2 实验方法

2.1 样品的制备

(1) 对照品溶液的制备。准确量取甘露醇标准品3mg, 置于2ml容量瓶中, 加入超纯水使其溶解完全, 定容至刻度, 即得 (1.565mg/mL) 。 (2) 供试品溶液的制备。准确量取干燥长柄侧耳发酵液、菌丝各1g, 分别加入50mL超纯水, 准确称重, 超声提取30min, 冷却至室温后再次称重, 加超纯水补足减失重量, 混匀, 以2000r/min离心10min, 上清液通过0.45μm滤膜过滤, 即得供试品溶液。

2.2 色谱条件

色谱柱为SUGAR SC1011柱 (300mm×8mm, 6μm) , 流动相为超纯水, 流速为0.5ml/min, 柱温70℃, 进样量10μL。色谱详见图1, 图2。

3 方法学考察

3.1 线性关系考察

分别精密吸取甘露醇标准品溶液4、6、8、10、12μL, 注入液相色谱仪, 测定吸收峰面积, 绘制标准曲线。结果见表1。

以甘露醇质量为横横坐坐标标, , 色色谱谱峰峰面面积积为为纵纵坐标, 计算回归方程为:Y=16708X-2601, r=0.9999, 甘露醇在6.26~18.78μg范围内具有良好的线性关系。结果见图3。

3.2 精密度试验

精密吸取甘露醇标准品溶液10μL, 注入高效液相色谱仪, 重复进样6次, 依法测定, 结果见下表2。

以峰面积计算其精密度, X=256325.7, RSD为0.22%, 表明仪器精密度良好。

3.3 稳定性试验

取长柄侧耳菌丝供试品溶液, 分别于0、4、8、16、20、24 h注入液相色谱仪, 进样量为10μL, 记录峰面积积分值, 结果见表3。

以峰面积计算其稳定性, =为207550.3, RSD为1.20%, 表明样品在24h内稳定。

3.4 重复性试验

准确称取同一批长柄侧耳菌丝6份, 按“1.2.1.2”供试品制备方法制备, 按上述色谱条件分别进样10μL, 测定样品中甘露醇含量, 结果见表4。

结果表明, 该方法重复性良好, RSD为0.63%。

3.5 加样回收率实验

准确称取已知甘露醇含量的长柄侧耳菌丝供试品6份, 分别精密加入甘露醇标准品, 按供试品方法制备样品, 按照含量测定项下操作, 分别计算回收率。结果见表5。

本方法甘露醇平均加样回收率为97.83%, RSD值为0.62%, 说明此方法稳定可靠, 准确性高。

4 样品含量测定

取供试品溶液, 按“2.2”项下色谱条件进样测定, 计算样品中甘露醇的含量, 结果显示, 长柄侧耳菌丝中甘露醇含量为4.97%, 发酵液中不含有甘露醇。此方法稳定可靠, 准确性高, 操作简单, 可考虑作为长柄侧耳质量评价标准中的一项, 为长柄侧耳在甘露醇方向的研究奠定基础。

5结束语

甘露醇是一种常见的利尿剂, 经常被用于治疗颅内压升高、眼压升高, 还能够预防急性肾衰, 并加速体内毒物或药物从肾脏排出, 在医学领域具有广阔的应用空间[2]。随着科学技术的进步, 对甘露醇作用机理的研究不断深入, 传统测定甘露醇的方法有容量法和比色法法, , 这这两两种种方方法法操操作作复复杂杂, , 且且容容易易受受到到干干扰扰[3]。。选择高效液相色谱法法测测定定甘甘露露醇醇含含量量, , 由由方方法法学学考考察察结结果果可可知知, , 此此方法操作简便, 稳定性高, 重现性好, 结果准确。可考虑将甘露醇含量作为长柄侧耳质量评价的一项。

参考文献

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[2]蔡友华, 范文霞, 等.超声-微波协同萃取巴西虫草菌丝体中甘露醇的研究[J].江西农业大学学报, 2008, 30 (4) :348-353.

发酵副产物 篇7

本文以B.subtilis ZJF-1A5为出发菌株, 以甘薯淀粉的酶解产物为碳源, 对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的发酵工艺参数进行优化, 以期为进一步提高B.subtilis ZJF-1A5菌株的产酶性能提供参考。

1 试验材料与方法

1.1 材料

甘薯淀粉:郑州市福源生物科技有限公司提供。

B.subtilis ZJF-1A5:河南科技学院食品学院分离保存。

酶制剂:耐高温α-淀粉酶和β-淀粉酶均由郑州市福源生物科技有限公司提供。

葡萄糖和蔗糖为分析纯;试验用水为超纯水;乙腈为色谱纯。

1.2 主要设备

高效液相色谱仪, 配有2414示差检测器及2707自动进样器, 美国Waters公司;超净工作台, 杭州天裕化工仪器有限公司;摇床, 上海联环生物工程设备有限公司;恒温培养箱, 杭州蓝天化学仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 甘薯淀粉酶解产物制备

将甘薯淀粉加水调成一定浓度的淀粉浆, 按照甘薯淀粉水为1∶3.5的比列调节淀粉浆, 加入一定量的耐高温α-淀粉酶, 90℃保温10min[7~8]。液化后于121℃高压灭酶15min, 使耐高温α-淀粉酶失活。灭酶后的液化液中加入一定量的β-淀粉酶, 于自动糖化仪中进行β-淀粉酶解。酶解结束, 煮沸10min, 使β-淀粉酶完全灭活后, 用蒸馏水定容至原体积。

1.3.2 甘薯淀粉酶解产物分析

1.3.2. 1 样品预处理

酶解液定容后, 在离心机中进行离心。离心条件为:转速6 000r/min, 温度为4℃, 时间为20min。离心后取其上清液进行抽滤, 然后0.45μm膜过滤。滤液按照色谱分析条件进行HPLC检测, 以峰面积外标法进行定量。

1.3.2. 2 色谱分析条件

HPLC系统由Waters 1525 Binary HPLC Pump, Waters, DC-230柱温箱, Waters 2414示差检测器及Bus SAT/N模块及Waters Empower色谱软件组成。流动相:乙腈∶水 (75∶25, V/V) ;流速1.0mL/min;柱温30℃, 示差折光检测器温度30℃;进样量为10uL。

1.3.3 B.subtilis产α-淀粉酶发酵工艺

1.3.3. 1 培养基

斜面培养基:酵母浸出汁0.5%, 蛋白胨1%, NaCl0.5%, 琼脂2%, pH自然。

种子摇瓶培养基:酵母浸出汁0.5%, 蛋白胨1%, NaCl 0.5%, pH自然。

发酵摇瓶培养基:碳源5.5%, 酵母浸出汁0.5%, 蛋白胨1%, NaCl 0.5%, pH自然。

1.3.3. 2 摇瓶种子制备方法

250mL三角瓶内装有灭菌的种子培养基25mL。无菌条件下将种子自平板挑入三角瓶内, 然后放入摇床, 37℃, 210r/min培养16h。

1.3.3. 3 摇瓶发酵方法

250mL三角瓶内装有灭菌的摇瓶培养基25mL。将摇瓶种子液接入三角瓶中, 放入摇床中按照要求进行培养。

1.3.3. 4 酶活力的测定

中温α-淀粉酶活力测定QB-T 1803-1993。

2 结果与分析

2.1 甘薯淀粉酶解产物分析

依据方法1.3.1制备样品, 在色谱分析条件下, 用HPLC方法对甘薯淀粉酶解产物进行分析, 结果如图1所示。

1.葡萄糖, 保留时间7.247min;2.麦芽糖, 保留时间11.725min;3.麦芽三塘, 保留时间19.543min

由图1可知:β-淀粉酶酶解液中葡萄糖峰保留时间在7.247min, 麦芽二糖峰保留时间在11.725min, 麦芽三糖峰保留时间在19.543min。淀粉酶解液中葡萄糖的峰面积占总面积的0.54%, 麦芽二糖的峰面积占总面积的85.56%, 麦芽三糖的峰面积占总面积的13.9%, 酶解液中不含蔗糖。从分析结果中可知, 淀粉经酶解后糖类主要成分是麦芽糖, 其次是麦芽糊精, 葡萄糖含量极微, 不含有蔗糖。

2.2 α-淀粉酶发酵工艺参数优化

2.2.1 培养温度对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的影响

以甘薯淀粉的复合酶系酶解产物为碳源, 培养基pH值为自然pH值 (pH值6~7) , 接种量3%, 转速210r min, 培养66h, 考查培养温度在31、34、37和40℃下对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的影响, 结果如图2所示。

由图2可知:培养温度对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的影响非常大, 在一定的温度范围之内, α-淀粉酶的活力随温度升高而升高, 但温度过高, 菌株产酶活力急剧下降。试验结果分析可知, 37℃时α-淀粉酶活力最高, 为 (289.3±6.6) U/mL, 比31℃时酶活提高了170.0%, 比34℃时酶活提高了45.7%;温度增至40℃时, 酶活急剧下降, 降至 (43.7±1.8) U/mL, 表明菌株产酶不能耐受高温。因此, 以甘薯淀粉的复合酶系酶解产物为碳源时, B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的最佳温度为37℃。

2.2.2 培养基pH值对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的影响

B.subtilis ZJF-1A5在生长和产酶时受环境的影响很大, 摇瓶发酵液的pH值是一个重要因素。考察发酵液不同初始pH值对产酶的影响和对发酵工艺控制的重要性。pH值考查范围设定为3~9, 甘薯淀粉的复合酶系酶解产物为碳源, 培养温度37℃, 接种量3%, 转速210r min, 培养66h, 结果如图3所示。

由图3可知:培养基初始pH值对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的影响较大。在培养基初始pH值3~5时, 随着pH值的升高, 酶活力迅速增加;随着pH值的继续升高, α-淀粉酶酶活逐渐增加, pH值为7时α-淀粉酶酶活达最大值 (298.5±12.4) U/mL。但pH值继续升高至碱性时, α-淀粉酶酶活又逐渐降低。由图3分析可知, 随着摇瓶发酵培养基初始pH值变化, 在pH值5~8范围内, 酶活力变化幅度不大, 变化幅度为 (263.6±18.9) U/mL (pH值5) ~ (298.5±12.4) U/mL (pH值7) ~ (243.4±8.8) U/mL (pH值5) , 这可能与菌体生长情况及酶的本身特性有关, 此结果未见有类似的资料报道, 因此, 在不同的培养基初始pH值条件下, 研究菌体生长特性及B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的结构及特性将是下一步研究的重点。综上所述, B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的培养基最佳初始条件为pH值7.0。

2.2.3 摇床转速对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的影响

摇床转速直接影响培养基溶氧状况, 而B.subtilis ZJF-1A5为好气性菌, 研究转速对其产酶酶活的影响为下一步扩大培养打好基础。

以甘薯淀粉的复合酶系酶解产物为碳源, 培养基pH值为7.0, 培养温度为37℃, 接种量3%, 培养66h, 考查摇床转速范围为90~240r/min时对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的影响, 结果如图4所示。

由图4可知:B.subtilis ZJF-1A5产酶对氧需求量非常大, 只有培养基中溶氧达到一定量时酶活力才能达到最大值。摇床转速由90r/min增至150r/min, 酶活并没有增加, 只有3.8U/mL左右, 经方差分析, 在摇床转速在90~150r/min时, 酶活p<0.05水平没有显著性差异。当转速增至180r/min时, 酶活增至 (106.7±5.7) U/mL, 但酶活仍较低;转速增至210r/min, 酶活迅速增加, 酶活值达到 (286.3±12.8) U/mL。继续增加摇床转速, 酶活增至 (287.2±13.1) U/mL, 经方差分析, 转速在210r/min和240r/min时, 酶活在p<0.05水平没有显著性差异。据报道, 转速增加, 可能会导致对菌体细胞的机械损伤而影响其生长, 或引起菌体自溶, 使得生物量减少[9]。因此, 摇床转速选择210r/min。

2.2.4 发酵时间对B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的影响

以甘薯淀粉的复合酶系酶解产物为碳源, 培养基pH值为7.0, 培养温度为37℃, 接种量3%, 摇床转速为210r/min, 考查培养时间为36~66h时B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的情况, 结果如图5所示。

由图5可知:在一定的培养时间范围内, 随着培养时间的延长, 酶活力逐渐增加, 酶活力达到最高值后, 不再继续增加。由图5数据分析可知, 在培养时间36~54h内, 随着培养时间的延长, α-淀粉酶酶活增加明显, 酶活值从 (79.3±4.1) U/mL增至 (277.7±16.8) U/mL。当培养时间增至60h时, 酶活达最大值 (283.1±13.9) U/mL。此结果表明在36~60h内是B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的关键时期, 随着培养时间的继续增加, 酶活力并没有继续增加。经显著性方差分析, 培养时间在54~66h时, 酶活力在p<0.05水平没有显著性差异, 表明此阶段菌株已经不再产酶。随着培养时间的继续增加, 很有可能酶会钝化或者菌体自溶, 从而影响酶的提取及最终产量, 因此, B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的培养时间应为54~60h最佳。

3 结论

以甘薯淀粉的复合酶系酶解产物为碳源, B.subtilis ZJF-1A5产α-淀粉酶的摇床培养单因素最佳条件:温度为37℃、初始pH值为7.0、摇床转速为210r/min和培养时间为54~60h。此条件下酶活可达280~290U/mL。

摘要：本文对甘薯淀粉水解产物诱导B.subtilisZJF-1A5产α-淀粉酶发酵工艺进行了研究。试验结果表明:甘薯淀粉酶解产物淀粉主要成分是麦芽糖, 其次是麦芽糊精, 葡萄糖含量极微。以甘薯淀粉的复合酶系酶解产物为碳源, B.subtilisZJF-1A5产α-淀粉酶的摇床培养单因素最佳条件:温度为37℃、初始pH值为7.0、摇床转速为210r/min和培养时间为54～60h。此条件下酶活可达280～290U/mL。

关键词：甘薯淀粉,酶解产物,B.subtilisZJF-1A5,α-淀粉酶,碳源

参考文献

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