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毕赤酵母高密度发酵产植酸酶的研究
李茹;陈鹏;梁运祥
【期刊名称】《南方农业学报》
【年(卷),期】2004(035)006
【摘要】以基因工程菌Pichia pastoris为实验菌株,采用液态发酵方式生产植酸酶,对高效产酶的生产条件做了初步研究.结果表明:最有利于产酶的条件是:甘油4%、硫酸铵1%、接种量1%、KH2PO4含量0.8%,初始pH对产酶有显著影响.
【总页数】3页(P500-502)
【作者】李茹;陈鹏;梁运祥
【作者单位】黄冈师范学院生物系,湖北黄冈,438000;黄冈师范学院生物系,湖北黄冈,438000;华中农业大学生科院
【正文语种】中文
【中图分类】TS202.3
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植酸酶的发酵生产及应用植酸酶是一种能够水解植酸的酶类，在发酵生产和应用领域具有广泛的应用前景。
本文将从植酸酶的发酵生产和应用两个方面进行详细的探讨。
首先，植酸酶的发酵生产。
目前植酸酶的发酵生产主要采用真菌发酵的方法。
常用的真菌有产酸曲霉、黄曲霉、木霉等。
发酵过程主要包括菌种培养、培养基制备、发酵过程控制等几个步骤。
首先，菌种培养是植酸酶发酵生产的首要步骤。
优良的菌株是植酸酶产生的关键，需要通过筛选获得。
一般通过在选择性培养基中进行培养，利用染色剂或基因工程方法筛选得到高产酶菌株。
其次，培养基的制备对植酸酶的产量和质量也有直接影响。
植酸酶的合成需要碳源、氮源、矿质盐和适宜的pH等，因此，优化培养基的配方十分重要。
常用的碳源有蔗糖、葡萄糖等，氮源有蛋白酵解物、酵母粉等。
此外，培养基pH的调节也是关键之一，一般在酸性环境下植酸酶的产量较高。
最后，发酵过程的控制也是影响植酸酶产量的重要因素。
温度、pH、氧气供应等都会影响菌体的生长和酶的合成。
一般发酵温度在25-30摄氏度之间，发酵时间约为48-72小时。
其次，植酸酶的应用领域广泛。
由于植酸酶能够降解植物组织中的植酸，因此在农业、饲料、食品加工等领域都有广泛的应用。
植酸酶在农业领域的应用主要是改善土壤中的磷素利用率。
土壤中的磷素主要以植酸形式存在，但植酸对植物来说是不可利用的。
通过添加植酸酶可以将土壤中的植酸降解为可利用的无机磷，提高植物对磷素的吸收利用率，从而提高农作物的产量和质量。
在饲料领域，植酸酶的应用主要是改善畜禽对植物饲料的饲用价值。
植物饲料中植酸的含量较高，会对畜禽的消化系统造成不利影响。
通过添加植酸酶，可以降解植酸，提高植物饲料的能量价值和营养利用率。
在食品加工领域，植酸酶的应用主要是改善食品品质和可溶性磷含量。
植酸对人体来说是不可消化的，容易形成不可溶性盐类。
在食品制作过程中，通过添加植酸酶，可以将食品中的植酸降解为可溶性磷，提高食品的可溶性磷含量，同时改善食品的品质。
植酸酶的发酵生产及其应用的开题报告开题报告一、研究背景和意义植酸是作为固定磷的主要有机形态在自然界中广泛存在的化合物，它约占土壤和水中的容易淬性磷的 30% ~ 90%。
然而，植物和动物的消化系统中都缺乏具有植酸水解能力的酶，因此植酸会影响饲料中的营养价值和生物有效性。
因此，降解植酸成为了饲料行业、生物技术行业及环保等领域研究的重要方向。
植酸酶是一种能够降解植酸的酶，它可以将植酸水解成为磷酸和其他有机物。
这种酶在饲料中添加后，能提高其营养价值和生物有效性。
此外，植酸酶还可以应用于纺织、印染、造纸、制糖、酿酒等工业领域，以提高产品质量和生产效率。
为了快速高效地生产植酸酶，发酵产业成为了植酸酶生产的重要方法之一。
在发酵过程中，要优化操作条件和培养基配方以提高产酶效率。
因此，对于植酸酶发酵生产及其应用的研究至关重要。
二、研究目的和内容本研究的目的是通过对植酸酶发酵生产的深入研究和实验，探究最优化的操作条件和培养基配方以提高产酶效率，并研究植酸酶在饲料中的应用效果。
具体内容包括：1.筛选和鉴定高产植酸酶微生物菌株。
2.优化植酸酶的发酵条件，包括菌种预处理、发酵时间、温度、pH值、接种量等因素。
3.优化植酸酶的培养基配方，包括碳源、氮源等培养基成分的组合。
4.研究植酸酶在饲料中的应用效果，包括其对饲料生物学价值和生长性能的影响。
三、研究方法1.微生物筛选和鉴定：采用传统的分离培养、形态学鉴定及生化检验等方法，选择出合适的高产植酸酶微生物菌株。
2.优化发酵条件：在摇瓶和发酵罐中，通过对不同发酵条件下植酸酶的产量进行对比，确定最优的发酵条件。
3.优化培养基配方：通过设计不同的培养基配方，比较不同配方下植酸酶的产量和生物学活性，选出最优的培养基配方。
4.饲料应用实验：根据动物营养需要设计饲料活性酶添加量，比较添加植酸酶前后饲料的生物学价值、生长性能等指标。
四、研究展望目前，植酸酶的发酵生产已经成为了一项重要的产业，越来越多的企业开始投入到其中。
植酸酶的研究进展及其在饲料中的应用作者：申芳丽来源：《农家致富顾问·下半月》2018年第02期摘要综述了产植酸酶的菌种来源，植酸酶的适宜催化条件，以及植酸酶在饲料中的添加对动物消化代谢的影响，并阐明了影响植酸酶发挥作用的影响因素及未来植酸酶的发展方向。
关键词植酸酶；植酸；酶活；饲料植物中的磷大部分以植酸磷的形式存在，人和单胃动物消化道中无植酸酶，饲料中大量的植酸磷不能被利用而随粪便排入环境，既浪费了资源，又对环境造成了磷污染，而且，植酸还是一种广谱性的抗营养因子。
植酸酶能分解植酸及植酸盐释放出磷，提高植酸磷的利用率，减少单胃动物粪便中有机磷的排出量，减少对环境的污染。
因而，植酸酶的研究与开发具有重要的理论与实践意义。
1 植酸1.1 植酸的性质植酸的化学结构是由一分子肌醇与六分子磷酸结合而成，其化学名称是环己六醇六磷酸酯，分子式为C6H18O24P6，结构式为C6H6[OPO（OH）2]6，它是一种淡黄色或黄褐色的粘稠液体，易溶于水、乙醇、丙酮，几乎不溶于苯、氯仿、醚和己烷，比重1.56，分子量660.08。
植酸分子带负电荷，本身毒性很小，但却有很强的螯合能力，与EDTA近似，因此具有抗营养特性。
1.2 植酸磷在植物中的分布植酸广泛存在于各种植物中，在植物性饲料中的磷主要以植酸及其盐形式存在，因此，有机磷酸化合物被称之为植酸磷。
1932年，1944年Turk等检测了玉米各器官中植酸含量后指出，在玉米的叶、茎、雄穗、穗轴均不存在植酸，未受精的果穗也不存在植酸，只有在胚珠受精两周后才开始形成，直至成熟为止。
以后在大豆、芝麻、豌豆、小麦、水稻方面也有类似报道，在小麦、水稻、大麦、黑麦中多数植酸磷存在于胚和种皮表皮附近，而玉米中的植酸磷存在于胚芽中，豆类作物种子中植酸磷含量高于种皮。
2 植酸酶的来源植酸酶存在于细菌、部分真菌如啤酒酵母、无花果曲霉、黑曲霉以及少数根霉等。
植物中，特别是谷物、麦类作物种子中存在植酸酶。
植酸酶生产技术研究进展摘要：植酸是一种抗营养因子，在动物体内易与矿物质形成不溶性盐类，络合蛋白质等，从而抑制胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶的活性。
降低了蛋白质、淀粉、脂肪等营养因子的吸收利用。
植酸酶是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸(盐)的一类酶的总称。
植酸酶可作为饲料添加在畜禽日粮中，可改善磷酸盐的利用度。
降低粪便中的磷含量，减轻对环境的污染，改善营养成分的吸收利用。
因而近年来对植酸酶的研究日益增多。
本文综述了植酸酶的生产现状，基因工程研究进展，以及植酸酶的应用，并对其发展做了展望。
关键词：植酸酶，基因工程，应用植酸(phytic acid)又名肌醇六磷酸(myoinositol hexakisphosphate)，一种抗营养因子，具有极强的螯合能力，可以与钙、镁、钾、钠、锌、铁、铜、锰等矿物质形成不溶性的盐类，是影响多种矿物质吸收的最重要的因素。
植酸在低pH值时可与蛋白质分子的碱性基团结合，络合蛋白质，抑制消化酶如胃蛋白酶、淀粉酶和胰蛋白酶的活性。
所以植酸的存在使多种常量和微量元素的利用率下降，降低了蛋白质、淀粉、脂类物质等营养因子的消化吸收利用。
植酸酶(phytase)，是催化植酸和植酸盐水解成肌醇和磷酸(或盐)的一类酶的总称，系统名称为肌醇六磷酸酶，属于磷酸单脂水解酶，是一类特殊的酸性磷酸酶，能水解植酸最终释放出无机磷。
在植物来源的动物饲料中，大部分磷酸盐是以植酸的形式存在的。
而单胃动物例如猪和家禽缺少分解植酸的酶。
在动物饲料中添加异种植酸酶可以改良磷酸盐的生物利用度，消除植酸的抗营养作用；减少磷在环境中的排泄，由此降低了农业生态的负担，并减缓了水生环境的富营养化；同时也减少了动物饲料中无机磷的添加，后者是一种不可再生的资源。
1 植酸酶的生产植酸酶在自然界分布很广泛，存在于动物、植物和微生物中。
但就商业化生产植酸酶而言，微生物是最有前景的。
1.1 微生物生产植酸酶由于来源于微生物的植酸酶作用范围和稳定性较好，易规模化生产，近几年的研究大都集中在微生物生产植酸酶。
植酸酶的生产技术及应用作者：尹学敏王兴国罗忠华等来源：《江西饲料》 2014年第2期尹学敏1王兴国2罗忠华2陈琛1*（1．陕西理工学院生物科学与工程学院汉中 723000；2．汉中市沣钰农业发展有限公司）摘要：植酸酶能水解植酸（盐），释放无机磷，提高矿质元素的利用率，促进蛋白质、氨基酸等营养物质的吸收。
本文简单综述了植酸酶的来源和性质，以及近年来的生产技术研究进展，并简单介绍了植酸酶的应用和发展前景。
关键词：植酸酶；生产；添加剂；应用中图分类号：S816.7文献标识码：A文章编号：1008-6137（2014）02-0010-050引言磷是人和动物体必须的矿质元素，参与体内很多重要的生理生化反应，人和动物如果没有摄食到足够的磷，将会出现很多磷的缺乏症，例如佝偻病和骨松症（吴华东和吴志清[1]，2011）。
磷大部分以植酸（盐）的形似存在，植酸（盐）不仅可以螯合Ca、Fe、Mn等矿质元素，形成不溶性的复合物，降低矿质元素的利用率，还可以与蛋白质结合成复合物，导致人和动物难以利用磷，继而引起人体和动物相应的矿质元素营养缺乏症；而未被利用的磷排入环境，污染周围的土壤和水源。
因此，通过在饲料和食品中添加植酸酶不仅可以提高磷的利用率和营养物质的吸收，而且还可以减少环境中的磷污染（Bohn 等[2]，2008）。
1植酸酶植酸酶是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸（盐）的一类酶的总称，属于磷酸单酯水解酶。
植酸酶具有特殊的空间结构，能够依次分离植酸分子中的磷，将植酸（盐）降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸（盐）结合的其他营养物质。
即：植酸→D-1，2，4，5，6-五磷酸肌醇和D-1，2，4，5-五磷酸肌醇→1，2，5，6-四磷酸肌醇→1，2，5-三磷酸肌醇或1，2，6-三磷酸肌醇→1，2-二磷酸肌醇→2-磷酸肌醇1.1植酸酶的来源植酸酶是一种胞外酶，广泛的存在动物、植物和微生物中。
1.1.1 植物来源的植酸酶植酸酶最早是在植物中发现的，如谷物、豆类，特别是萌发的种子和花粉中都发现的植酸酶，大量的研究发现，植物产植酸酶的酶活力较低，因加工、贮存的等因素又极易被破坏，提取难度大等一系列问题导致植物植酸酶的应用价值不大。
植酸酶及其生产应用植酸即肌醇六磷酸，作为磷酸的储存库，广泛存在于植物中。
植物组织中的磷主要是以肌醇六磷酸钠的形式存在，难以被单胃动物吸收。
而且，肌醇六磷酸分子可以螯合金属离子，其作用相当于抗营养因子，抑制了营养的吸收。
没有被充分的利用磷，通过动物排泄进入水体最终导致水体富营养化。
植酸酶是水解植酸及其盐类生成肌醇和磷酸的一类酶的总称，破坏了植酸对矿物元素强烈的亲和力。
因而，在动物饲料中添加微生物植酸酶正在逐渐被推广和应用，可以解决磷的利用问题。
一、植酸酶及其分类植酸酶是对可水解植酸磷释放磷酸基团形成肌醇衍生物的一类酶的总称，属于磷酸单酯水解酶。
广义植酸酶包括三种类型：肌醇六磷酸-3-磷酸水解酶（3-植酸酶），肌醇六磷酸-6-磷酸水解酶（6-植酸酶）及非特异性的正磷酸酯磷酸水解酶（酸性磷酸酶），该类酶可将肌醇磷酸脂彻底分解成肌醇和磷酸。
根据植酸酶结构上的差异将植酸酶分为组氨酸酸性磷酸酶、β-螺旋植酸酶和紫色酸性磷酸酶。
同时植酸酶还可根据酶的最适pH可分为酸性植酸酶、中性植酸酶、碱性植酸酶。
二、植酸酶来源植酸酶是一种胞外酶，广泛存在于自然界中，在动物、植物、微生物中均有发现。
在植物组织如谷物、豆类、蔬菜,特别是萌发的种子和花粉中都发现了植酸酶。
此外，自然界中产植酸酶的微生物种类繁多,如细菌、霉菌、真菌等。
1．植物源植酸酶1907年，Suzuki等在米糠内首次发现具有植酸酶活性的磷酸酶。
到目前为止，已经从小麦、大豆、玉米、水稻分离纯化得到植酸酶。
研究表明，当温度在47~62℃时植物源植酸酶酶活较稳定，但当温度达到70℃以上，酶活几乎完全丧失。
而在饲料的加工过程中制粒温度高（80~90℃），显然植物源植酸酶不适合应用到饲料添加剂中。
2．动物源植酸酶动物源植酸酶主要存在于哺乳动物的小肠和脊椎动物的红细胞中，其活性一般较低。
研究表明，鼠、牛、鸡、人肠道黏膜中的植酸酶最适pH分别为7.0、8.2~8.4、7.5~7.8、7.4，且体内或体外条件对动物源植酸酶活性影响较大，可能和碱性磷酸酶是属于同种酶，但对该酶亚基结构了解甚少。
