木聚糖酶能夠?qū)肜w維素中木聚糖水解為單糖和寡糖,已廣泛應用于多個領(lǐng)域。玉米的加工副產(chǎn)物玉米麩皮作為重要的飼料原料,木聚糖含量豐富,但結(jié)構(gòu)極為復雜,難以被傳統(tǒng)木聚糖酶降解。本研究以實驗室保存的嗜酸黑曲霉Aspergillus niger MJ5和購買的八株鐮刀菌為材料,用添加了玉米麩皮的鹽離子培養(yǎng)基進行降解玉米麩皮木聚糖的產(chǎn)酶菌株篩選。以玉米麩皮木聚糖為底物通過對培養(yǎng)液上清進行酶活力測定,發(fā)現(xiàn)嗜酸黑曲霉A.niger MJ5和禾谷鐮孢菌Fusarium graminearum 2697的培養(yǎng)液上清有較高的玉米麩皮木聚糖酶活性。根據(jù)基因組測序結(jié)果,從這兩株菌中篩選到15個GH5和GH10家族的木聚糖酶基因,嘗試克隆并在畢赤酵母中進行表達。從A.niger MJ5中克隆得到了11個可能的GH5和GH10家族木聚糖酶基因,GH10家族的木聚糖酶基因Anxyn10A在畢赤酵母中表達后檢測到玉米麩皮木聚糖酶活性。重組AnXYN10A最適pH為5.0,最適溫度為60°C,以小麥阿拉伯木聚糖為底物時其比活為2507 U/mg,K_m和V_max分別為5.67 m... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學院北京市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同植物組織來源的木聚糖結(jié)構(gòu)(Evaetal.,2018)

拉伯木聚糖為主(SAULNIERetal.,1999)，分析表明玉米麩皮木聚糖的側(cè)鏈取代程度高達85%，高于高粱的70%(CHANIAUDetal.,1995)。玉米麩皮木聚糖中阿拉伯呋喃糖基在主鏈木糖的C-2或C-3位置可以分別或同時發(fā)生取代，這種取代通常以短鏈形式存在。主鏈木糖在被阿拉伯呋喃糖取代的基礎上可以進一步被木糖和L-半乳糖取代，D-吡喃半乳糖基和D-葡糖醛酸殘基也可以直接在主鏈木糖上發(fā)生取代(SAULNIERetal.,1995)，除了形成糖苷鍵的取代外，阿拉伯木聚糖也可以被酯化，如被乙酸和阿魏酸取代(WILLIAMSONetal.,1998)。圖1-2玉米麩皮木聚糖的結(jié)構(gòu)(AGGERetal.,2010)Fig1-2structureofcornbranxylan1.1.3木聚糖的提取植物細胞壁中木聚糖通常與纖維素和木質(zhì)素分別以氫鍵和共價鍵相互交聯(lián)，因此難以被分離開來，為了便于科學研究及實現(xiàn)生物質(zhì)的高值化利用，目前發(fā)展出了堿法﹑蒸汽爆破法﹑二甲基亞砜抽提法﹑微波輔助法等來獲得木聚糖(KOOTSTRAetal.,2009;TEMOURIetal.,2005;HASSANetal.,2018)。堿法是通過將生物質(zhì)原料通過脫脂﹑脫淀粉處理后烘干粉碎，然后用NaOH進行抽提，使其中的半纖維素成分溶于稀堿中，調(diào)節(jié)抽提液的pH后用乙醇沉淀的方法獲取木聚糖。蒸汽爆破法是在高溫高壓的水蒸氣條件下處理生物質(zhì)原料，水蒸氣能夠穿透細胞壁斷開半縮醛鍵并且破壞木聚糖鏈上的乙�；伤幔诉^程不需額外加入化學試劑。二甲基亞砜抽提相比于堿抽提能夠保留木聚糖中的乙�；�，有助于保持木聚糖的完整結(jié)構(gòu)。微波輔助法是通過周期性變化的電磁波使生物質(zhì)原料中的分子間發(fā)生碰撞產(chǎn)熱達到原料中各組分分離的目的，該方法效率高，節(jié)省時間。

還具有良好的耐熱（120°C加熱1h仍保持穩(wěn)定）和耐酸性（pH2.5-pH8.0穩(wěn)定），能夠促進脂類代謝，增加動物對鈣﹑鐵﹑鎂等礦物質(zhì)的吸收，能夠清除自由基從而表現(xiàn)出抗氧化活性(BIANetal.,2013;WANGetal.,2011)，以及提高飼料的利用率，通過增殖雙歧桿菌還能抑制能夠產(chǎn)生有毒代謝產(chǎn)物胺﹑酚﹑吲哚等致癌物的腐生菌的生長，進而降低腸癌發(fā)生率(SCHEPPACHetal.,2001)。低聚木糖的完全降解產(chǎn)物木糖還可以作為一些菌株的發(fā)酵原料用于生物燃料乙醇的生產(chǎn)(ALMEIDAetal.,2013)，目前在食品﹑飼料﹑保健品﹑藥品中都已廣泛使用。圖1-3低聚木糖結(jié)構(gòu)示意圖Fig1-3StructureofXylooligosaccharides1.2.2低聚木糖的獲取低聚木糖的生產(chǎn)原料主要是富含半纖維素的低附加值的工農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)物，如玉米芯，甘蔗渣，小麥和玉米秸稈，酒糟等。因為它們含有大量的木聚糖，且價格低廉，因此是制備低聚木糖的理想材料。目前低聚木糖的生產(chǎn)方法主要有酸水解法﹑自水解法﹑微波降解法﹑酶水解法（冷小軍，2020）。酸水解法雖然效率高，再現(xiàn)性好，但其水解進程不易控制，通常會產(chǎn)生單糖及單糖降解產(chǎn)物。自水解法生成的單糖及其降解產(chǎn)物少，不會對設備造成腐蝕性，但通常需要在高溫高壓的條件下進行，其成本較高。微波法對設備要求較高，目前還無法進行工業(yè)化生產(chǎn)。而酶法

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]小麥芽內(nèi)切-β-（1,4）-D-木聚糖酶對麩皮中水溶性木聚糖降解作用[D]. 張斌.山東農(nóng)業(yè)大學 2016



本文編號：3556482