粗壯脈紋孢菌應(yīng)用簡介

1、粗壯脈紋孢菌及其應(yīng)用粗壯脈紋孢菌Neurospora.crassa，屬真菌門，真子囊菌亞綱，鹿角菌目，糞殼菌科，脈紋孢菌屬。為粗壯串珠霉的有性世代。粗壯串珠霉M.crassa Sh.et Dodge，屬真菌門，半知菌類，叢梗孢目，叢梗孢科單孢亞科，卵形孢霉族，串珠霉屬。菌絲生于基物內(nèi)，無吸器；分生孢子自下而上成熟，孢子為球形或卵形，直徑6-8微米，孢子團(tuán)呈黃色或淡橙色。國內(nèi)外研究表明粗壯脈紋孢菌可產(chǎn)高活力纖維素酶，生長所需營養(yǎng)條件簡單，原料易得成本低，發(fā)酵周期短，且實(shí)際生產(chǎn)過程易于控制，為農(nóng)副廢棄物的開發(fā)利用提供了一條有效地途徑。王丹等運(yùn)用粗壯脈紋孢菌發(fā)酵植物纖維資源生產(chǎn)酒精。M.D.Rome

2、ro等對粗壯脈紋孢菌發(fā)酵麥桿生產(chǎn)纖維素酶進(jìn)行研究，最終得到了較高產(chǎn)量的復(fù)合纖維素酶。本實(shí)驗(yàn)吳丹等利用粗壯脈紋孢菌發(fā)酵稻草粉產(chǎn)纖維素酶均達(dá)到了較高的酶活和酶產(chǎn)量。同時該菌能夠合成較高產(chǎn)量的類胡蘿卜素，且主要為-胡蘿卜素。對纖維素含量較高的農(nóng)副廢棄物進(jìn)行資源再利用生產(chǎn)附加值較高的-胡蘿卜素產(chǎn)品及飼料添加劑，可以大大提高資源的利用率，具有非常大經(jīng)濟(jì)及社會效益。粗壯脈紋孢菌能夠利用以纖維素為主的底物為碳源，如秸稈，礱糠，米糠、豆渣，茶粕，啤酒糟、藥渣等。綜合考慮到粗壯脈紋孢菌產(chǎn)纖維素酶和-胡蘿卜素兩方面的特性，本實(shí)驗(yàn)室對其應(yīng)用作了大量的研究工作，已經(jīng)申請了多項(xiàng)國家專利保護(hù)，在國內(nèi)核心期刊上發(fā)表了多篇論

3、文，特別是該菌在農(nóng)副廢棄物的再利用生產(chǎn)益生菌飼料及-胡蘿卜素上獲得了較大的成功?，F(xiàn)將本實(shí)驗(yàn)室對該菌所做的研究工作簡述如下：1. 粗壯脈紋孢菌發(fā)酵對豆渣營養(yǎng)成分的影響及功能性成分的提取豆渣是大豆食品如豆腐和豆奶等在加工過程中去除可溶性蛋白后的副產(chǎn)品。豆渣中蛋白質(zhì)及膳食纖維含量較高，由于其所含熱能低，且口感粗糙，過去一直沒有引起人們的充分重視。大都作為家畜的飼料，有的索性作為廢棄垃圾，造成了資源浪費(fèi)和大量的環(huán)境污染。本實(shí)驗(yàn)室對粗壯脈紋孢菌發(fā)酵豆渣進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)粗壯脈紋孢菌可顯著改善豆渣的口感及營養(yǎng)價值，同時對發(fā)酵產(chǎn)生的功能性低聚糖和多糖的提取工藝進(jìn)行了研究，為豆渣系列產(chǎn)品的開發(fā)奠定了堅實(shí)的理論基

4、礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)，豆渣經(jīng)發(fā)酵后，脂肪從8.07%下降到5.76%，可溶性多糖從28.86%升高到62. 50%，異黃酮從0.60mg/g增加到0.66mg/g，粗蛋白含量由24.66%升高至32.59%，豆渣蛋白質(zhì)消化率由6.86%升高至14.97%，豆渣氨基酸和游離氨基酸含量均有明顯提高，-胡蘿卜素色素產(chǎn)量達(dá)100µg/g以上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Neurospora.crassa發(fā)酵豆渣可大大提高豆渣的營養(yǎng)價值，可以用于豆渣傳統(tǒng)食品工業(yè)化生產(chǎn)，在這方面本實(shí)驗(yàn)室已有研究。同時對發(fā)酵后豆渣中的功能性多糖提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了五種多糖成分。2. 粗壯脈紋孢菌發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶 纖維素是自然界中

5、最豐富的可再生資源，利用微生物或其產(chǎn)生的纖維素酶可將纖維素降解為低分子量的己糖或戊糖，用于生產(chǎn)新型飼料、單細(xì)胞蛋白等，或作為不能直接利用纖維素的釀酒酵母的碳源底物來進(jìn)一步發(fā)酵生產(chǎn)酒精等。目前研究最多的產(chǎn)纖維素酶的真菌是里氏木霉及與其同種的其他真菌，對于粗壯脈紋孢菌產(chǎn)纖維素酶國內(nèi)外已有相關(guān)報道。本實(shí)驗(yàn)室對粗壯脈紋孢菌發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶及其酶學(xué)特性進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，優(yōu)化了其產(chǎn)酶工藝，掌握了其纖維素酶的相關(guān)酶學(xué)特性。3. 粗壯脈紋孢菌與乳酸菌復(fù)合發(fā)酵啤酒糟生產(chǎn)益生菌飼料啤酒糟是以大麥為原料，經(jīng)發(fā)酵提取籽實(shí)中可溶性碳水化合物后的殘渣。我國啤酒工業(yè)年產(chǎn)干酒糟的數(shù)量達(dá)175萬噸以上，數(shù)量巨大資源豐富。近年來

6、在啤酒糟的綜合利用方面，國家加大了資金投入和科研力度，取得了較大的進(jìn)展。啤酒糟作飼料成為釀酒企業(yè)和飼料工業(yè)共同關(guān)注的熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)室對粗壯脈紋孢菌與植物乳桿菌協(xié)同發(fā)酵啤酒糟生產(chǎn)益菌飼料進(jìn)行了研究，對發(fā)酵培養(yǎng)基的配方及發(fā)酵條件進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了最佳的發(fā)酵工藝。在該工藝條件下，培養(yǎng)基中啤酒糟含量可達(dá)到69%，粗纖維降解率為49.08%，蛋白含量提高30.18%，粗脂肪含量提高3.36%，粗纖維含量降低34.05%，無氮浸出物含量降低14.83%，蛋白消化率提高了17.04%，同時產(chǎn)品感官特性較好，可作為動物飼料使用。 4.粗壯脈紋孢菌與乳酸菌復(fù)合發(fā)酵茶粕生產(chǎn)益生菌飼料 茶粕，又稱茶籽餅、茶麩、茶枯，

7、呈紫褐色顆粒，是山茶科植物的果實(shí)榨油后剩下的渣，其中油茶茶籽粕和茶葉茶籽粕產(chǎn)量較大，其年均總產(chǎn)量約70萬噸，是潛在的可利用茶粕資源。茶粕營養(yǎng)豐富，但由于其中茶皂素、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子含量過高, 不適宜直接用于動物飼料生產(chǎn),大部分被用作清塘劑、肥料、燃料,少量用于茶皂素的提取, 極少部分用于飼料資源的開發(fā)應(yīng)用。茶粕如果去除了有毒物質(zhì)茶皂素，其營養(yǎng)價值可與米糠媲美，且經(jīng)過微生物發(fā)酵后，可顯著提高其營養(yǎng)和利用價值。本實(shí)驗(yàn)室采用提取茶皂素（本實(shí)驗(yàn)室專利技術(shù)）后的茶粕為主要原料，利用粗壯脈紋孢菌與植物乳桿菌復(fù)合發(fā)酵生產(chǎn)茶粕飼料，獲得了發(fā)酵的最佳工藝。在該工藝條件下，培養(yǎng)基中茶粕含量可達(dá)到52%，粗纖維含量

8、由21.52%下降到10.38%，蛋白含量由13.92%上升到21.32%，總糖含量由7.6%升高到35.97%，-胡蘿卜素產(chǎn)量達(dá)到150mg/kg培養(yǎng)基以上，飼料成品中乳酸菌活菌數(shù)達(dá)到1011cfu/g培養(yǎng)基。通過蛋雞喂養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)該飼料不僅不會影響產(chǎn)蛋量，而且可明顯提高雞蛋蛋黃的顏色。5.粗壯脈紋孢菌發(fā)酵礱糠產(chǎn)-胡蘿卜素-胡蘿卜素是由8個類異戊二烯單位組成的碳?xì)浠衔?，是類胡蘿卜素家族中非常重要的一員。它具有非常多的的生理功效，可作為維生素A原,能夠防治眼病、光敏性疾病和白內(nèi)障等；作為一種非常有效的天然抗氧化劑，可以有效地保護(hù)細(xì)胞中各種生物大分子不受自由基的損傷，對維持細(xì)胞正常生命代謝、預(yù)防心

9、血管疾病、防止衰老和癌變具有重要價值，因此可作為功能性的色素應(yīng)用于食品保健、醫(yī)藥及化妝品等行業(yè)；同時-胡蘿卜素較強(qiáng)的著色功能也大大拓寬了其在著色劑領(lǐng)域的應(yīng)用，目前已逐步取代化學(xué)合成色素被廣泛應(yīng)用于食品及飼料添加劑領(lǐng)域。礱糠是稻谷加工糙米時脫下的谷殼(穎殼)粉，其量約為稻谷質(zhì)量的20%左右，含粗纖維30%45%，其中木質(zhì)素21%26%，可消化能很低，而且可消化蛋白質(zhì)為負(fù)值，純屬粗飼料。目前，我國主要將它與米糠混合制成統(tǒng)糠喂養(yǎng)牲畜，用于毛竹等林木栽培或者直接作為燃料，經(jīng)濟(jì)效益較低，礱糠資源未得到有效地利用。 利用礱糠和米糠(工業(yè)提油后）為主要原料，經(jīng)發(fā)酵工藝優(yōu)化，礱糠添加量可達(dá)45%以上，粗壯脈紋孢菌發(fā)酵三天后色素產(chǎn)量可達(dá)200mg/kg培養(yǎng)基以上，而且發(fā)酵過程簡單，容易控制，將發(fā)酵產(chǎn)物