_甘露聚糖酶研究进展
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β-甘露聚糖酶(endo-1,4-β-mannanase)是一种新型的酶制剂,属于一种半纤维素酶类,它除具有一般非淀粉多糖(NSP)酶类的作用——降解NSP,降低肠道粘度,促进营养物质的消化和吸收外;近来很多研究表明,β-甘露聚糖酶还是一种多功能的促生长剂,因为它可以促进类胰岛素生长因子IGF-I的分泌,促进蛋白质的合成,提高瘦肉率;同时,它还可消除豆类中富含的β-甘露聚糖对葡萄糖吸收的干扰,极大提高饼粕尤其是豆粕的能量消化率。
实际使用中还可看出,添加了β-甘露聚糖酶后动物的抵抗力及整齐度都有提高。
NSP的其中一种组分是β-甘露聚糖(半乳甘露聚糖),其在豆粕中的含量高于其它常用的饲料原料。
β-甘露聚糖除了消化率低之外,还对家禽具有多方面负面的生理影响。
研究表明,即使是低浓度的β-甘露聚糖也可通过干扰胰岛素分泌和胰岛素样生长因子(IGF)生成而降低从肠道中吸收葡萄糖的速率和碳水化合物的代谢过程(Nunes和Malmlof,1992)。
其它负面影响包括降低氮存留量、脂肪吸收率和氨基酸摄入量以及减少水的吸收而导致排泄物水分过多(Kratzer等,1967)。
-甘露聚糖在畜禽肠道细胞发育不完全,或在应激环境下,会过度刺激免疫反应,造成对生长性能的的伤害,引起不良免疫反应,摄食量下降,生长更加迟缓,造成体重轻的数量增加,群体均匀度变差。
表1 常见原料的β-甘露聚糖含量β-甘露聚糖酶作用特点:◆β-甘露聚糖酶是一种多功能的促生长剂,可以促进类胰岛素生长因子IGF-I的分泌,促进蛋白质的合成,提高瘦肉率,促进生长。
◆消除饲料中甘露聚糖对葡萄糖吸收的干扰,极大提高豆粕的能量消化率,能给玉米豆粕型日粮提高100-150kcal/kg的代谢能。
甘露聚糖分解产生的甘露寡糖,可被动物肠道中的有益菌吸收,改善菌群组成,减少大肠杆菌、沙门氏菌的感染。
减少肉鸡球虫病的危害,提高肉鸡均匀度。
◆降低肠道粘度,促进能量、蛋白、纤维素的消化和吸收。
甘露聚糖医药用价值研究进展谷惠琦;赵君【摘要】甘露聚糖是由几个甘露糖或甘露糖与葡萄糖通过糖苷键连接而成的寡聚糖.甘露聚糖能够减肥、润肠,对营养平衡有重要调节作用.甘露聚糖肽在缓解癌痛,肺病、胃病及糖尿病的治疗与诊断等领域也有广泛应用.【期刊名称】《黑龙江医药》【年(卷),期】2012(025)001【总页数】2页(P110-111)【关键词】甘露聚糖;医疗;药用【作者】谷惠琦;赵君【作者单位】东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040;哈尔滨市红十字中心血站哈尔滨150056【正文语种】中文【中图分类】R28甘露聚糖又称甘露寡糖,甘露低聚糖或葡甘露寡聚糖,是由几个甘露糖分子或甘露糖与葡萄糖通过α-1,2、α-1,3和α-1,6糖苷键组成的寡聚糖。
甘露聚糖是一种优良的低热量、低脂肪、高纤维素的水溶性膳食纤维,对营养平衡有重要调节作用,还具有减肥、润肠通便、调节胆固醇代谢的功能,对动脉硬化、胆结石、便秘、糖尿病、肥胖症等有显著疗效,此外还能降低餐后血糖和血清胆固醇水平,亦能抑制大肠癌变。
本文就甘露聚糖在医药领域的诸多应用作一综述。
1 免疫调节甘露聚糖具有一定的免疫原性,能够刺激机体免疫应答,而且作为外源抗原(如某些毒素、病毒和真菌细胞)的佐剂,与其表面结合,减缓抗原的吸收,增加抗原的效价,从而增强动物体的细胞和体液免疫反应。
叶成远(1999)指出,酵母细胞壁具有很强的抗原激活特性,此特性也正是甘露聚糖在动物体内生理功能的体现之一。
Gabriela Gómez Verduzco(2009)研究表明:在新生动物的食物中添加酵母细胞壁,可提高抗球虫感染的免疫应答。
甘露聚糖与疫苗一起使用时,可延缓疫苗的吸收时间并提高其效用。
有关脂多糖线性甘露聚糖侧链的强烈助剂活性,目前已得到广泛的认可。
另外,Janeway(1993)的研究认为:甘露聚糖可刺激肝分泌甘露糖结合蛋白。
甘露糖结合蛋白是钙依赖型凝集素,主要通过识别结合甘露糖,在动物免疫脆弱期,激活补体系统发挥调理和天然抗感染免疫的功能[1]。
酵母甘露聚糖的降血脂作用研究杨晓红;王元秀;郑明洋;丁天伦;孙纳新;张桂香【期刊名称】《食品与药品》【年(卷),期】2013(000)002【摘要】目的研究酵母甘露聚糖降血脂的作用。
方法以废酵母泥为原料,利用酶-碱法制备酵母甘露聚糖,按200 mg/(kg·d)的甘露聚糖剂量灌胃高血脂小鼠30 d,测定小鼠血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇含量,评价其降血脂作用。
结果酵母甘露聚糖能有效降低小鼠的血清总胆固醇、甘油三酯含量,并提高高密度脂蛋白胆固醇含量(P<0.01)。
结论酵母甘露聚糖有降血脂作用。
【总页数】2页(P92-93)【作者】杨晓红;王元秀;郑明洋;丁天伦;孙纳新;张桂香【作者单位】济南大学医学与生命科学学院,山东济南 250022;济南大学医学与生命科学学院,山东济南 250022;济南大学医学与生命科学学院,山东济南250022;济南大学医学与生命科学学院,山东济南 250022;济南大学医学与生命科学学院,山东济南 250022;济南大学医学与生命科学学院,山东济南 250022【正文语种】中文【中图分类】Q814.9【相关文献】1.富铬酵母降血脂作用研究 [J], 庞文贞2.海洋红酵母ZOR1的鉴定及联合提取甘露聚糖和类胡萝卜素的研究 [J], 崔玉坤;刘雪明; 罗诗琪; 朱瑞艳3.重组毕赤酵母产β-甘露聚糖酶的高密度发酵研究 [J], 杜少平;胡海艳;甘祥武;黄秀敏;叶俊豪4.酿酒酵母甘露聚糖的制备、生理功能及应用研究进展 [J], 张瀚文;杨宇翔;杨阳;李相前5.酵母甘露聚糖(20kDa)的生物安全性及体内分布研究 [J], 付乾振;王佳奇;樊坤;刘洁;王子朝;张慧茹因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
添加剂甘露低聚糖及其酶的研究与应用农业部动物营养重点开放实验室 关荣发 王淑彩 许梓荣 甘露低聚糖又称甘露寡聚糖,是从酵母培养细胞壁中提取的一类新型抗原活性物质,广泛存在于魔芋粉、瓜儿豆胶、田菁胶及多种微生物细胞壁内。
由于它不仅具有低热、稳定、安全无毒等良好的理化性质,还具有保护肠道和提高免疫力等作用,国外已将其作为饲料添加剂广泛用于饲料工业。
β-1,4-甘露聚糖酶简称β-甘露聚糖酶,是一类能够水解含β-1,4-甘露糖苷键的甘露寡糖、甘露多糖(包括甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖等)的水解内切酶,属于半纤维素酶类。
β-甘露聚糖酶能将广泛存在于豆类籽实中的甘露聚糖等多糖降解为葡萄糖、甘露寡糖等低聚糖,不仅消除了甘露聚糖对单胃动物各种营养素的抗营养作用,同时生成的甘露低聚糖在动物生产中起着重要的作用。
近年来随着对自然界半纤维素资源的开发及其在饲料工业和养殖业中的应用,微生物β-甘露聚糖酶的开发和利用研究进入了一个新阶段。
1 甘露低聚糖的作用机制1.1 调节免疫防御 近年来大量研究表明,肠相关淋巴组织(GALT)主要由机体免疫细胞和肠淋巴组织构成,GALT在体内具有非特异性免疫和特异性免疫作用。
其中非特异性免疫是阻止病原菌侵入体内的第一道防线,在非特异性免疫反应初期,巨噬细胞在吞噬和杀灭入侵微生物过程中起着重要作用。
最近研究表明,在体外系统中将巨噬细胞直接放入甘露低聚糖中,或将甘露低聚糖喂给大鼠时,均能激活巨噬细胞。
胃肠道特异性免疫反应的关键部分主要是抗体(IgA)系统,粘膜I gA能抑制入侵菌和毒素在肠上皮附着,通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用直接杀死细菌。
甘露低聚糖在激活免疫应答上也有一定作用。
由于源自微生物的特殊多糖在加入疫苗时具有佐剂作用,因而添加适量的甘露低聚糖还可显著提高抗体反应能力,从而加强疫苗的保护效能。
甘露低聚糖除具有辅剂和抗原特性之外,还有能刺激肝脏分泌甘露糖结合蛋白,从而影响免疫系统的作用。
产黄青霉β-甘露聚糖酶的高效表达、性质及应用甄红敏1,华晓晗1,马俊文2,温永平1,3,李延啸2,*,闫巧娟2,*,江正强1(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;2.中国农业大学工学院,北京100083;3.蒙牛高科乳制品(北京)有限责任公司,北京100101)摘 要:将产黄青霉(Penicillium chrysogenum)来源的β-甘露聚糖酶(Pc Man26A)在毕赤酵母中高效表达,经高密度发酵,发酵液酶活力达25 200 U/mL。
该酶属于GH26家族,与黑曲霉(Aspergillus niger)CBS 513.88来源的β-甘露聚糖酶同源性最高(67.8%),是一个新型β-甘露聚糖酶。
Pc Man26A的最适催化条件为pH 6.0和50 ℃,在pH 4.0~8.0和45 ℃下具有良好的稳定性。
该酶对魔芋粉具有最高的比活力,为3 581.0 U/mg。
进一步利用该酶水解魔芋粉得到魔芋甘露寡糖,产品得率为86.2%;经分析,其主要组分为聚合度大于4的甘露寡糖。
该β-甘露聚糖酶适用于生产魔芋甘露寡糖,为魔芋甘露寡糖的酶法生产提供了更多的选择。
关键词:产黄青霉;β-甘露聚糖酶;毕赤酵母;魔芋粉;甘露寡糖High-level Expression, Characterization, and Application of a Novel β-Mannanase from Penicillium chrysogenum ZHEN Hongmin1, HUA Xiaohan1, MA Junwen2, WEN Yongping1,3, LI Yanxiao2,*, YAN Qiaojuan2,*, JIANG Zhengqiang1(1. College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China;2. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China;3. Meng Niu Hi-Tech Dairy (Beijing) Co. Ltd., Beijing 100101, China)Abstract: A cloned β-mannanase (Pc Man26A) gene from Penicillium chrysogenum was successfully expressed in Penicillium chrysogenum. At the end of high cell density fermentation, the enzymatic activity of the fermentation supernatant reached 25 200 U/mL. The enzyme belonged to the glycoside hydrolase family 26 and shared the highest amino acid sequence identity (67.8%) with β-mannanase from Aspergillus niger CBS 513.88. The optimal reaction conditions for Pc Man26A were pH 6.0 and 50 ℃, and it was stable at 45 ℃ and within a broad pH range of 4.0–8.0. The enzyme showed the highest specific activity (3 581.0 U/mg) towards konjac powder. Furthermore, Pc Man26A was used for konjac powder hydrolysis, yielding konjac manno-oligosaccharide with a yield of 86.2%. The main composition of the konjac manno-oligosaccharide was manno-oligosaccharides with degree of polymerization > 4. The recombinant β-mannanase provides a new option for the enzymatic production of konjac manno-oligosaccharide.Keywords: Penicillium chrysogenum; β-mannanase; Pichia pastoris; konjac powder; manno-oligosaccharideDOI:10.7506/spkx1002-6630-20200819-248中图分类号:Q814 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2021)08-0098-08引文格式:甄红敏, 华晓晗, 马俊文, 等. 产黄青霉β-甘露聚糖酶的高效表达、性质及应用[J]. 食品科学, 2021, 42(8): 98-105.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200819-248. ZHEN Hongmin, HUA Xiaohan, MA Junwen, et al. High-level expression, characterization, and application of a novel β-mannanase from Penicillium chrysogenum[J]. Food Science, 2021, 42(8): 98-105. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200819-248. 收稿日期:2020-08-19基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(31901627);中国博士后科学基金面上项目(2018M641539)第一作者简介:甄红敏(1986—)(ORCID: 0000-0003-2233-1639),女,博士后,研究方向为食品生物技术。
甘露聚糖酶活性测定方法一.原理样品中的甘露聚糖酶对底物-半乳甘露聚糖进行水解,用DNS试剂(3,5-二硝基水杨酸)分光光度法测定水解所产生的还原糖量。
二.定义一个甘露聚糖酶活性单位(MNU)被定义为:在测定条件下,1秒钟内从甘露聚糖中产生1 nmoL相应还原糖-甘露糖所需的酶量(1 MNU=1 nkat)。
三.适用范围与安全性本方法适用于来源于木霉属(Trichoderma)的甘露聚糖酶样品的测定。
当检测其它来源的酶活时,本测定方法的直线性需要校正。
本测定方法中的DNS试剂在吸入后,接触皮肤和眼睛,或被误服后,对人体有害。
四.试剂与仪器所有试剂溶液均用去离子水配制。
1. 柠檬酸缓冲液(0.05M,pH5.3)溶解10.5 g柠檬酸(C6H8O7·H2O)于800mL水中,并用1M氢氧化钠调节pH至5.3(消耗约110mL),再用水定容至1000mL。
2. 底物-0.3%称取0.6 g刺槐豆胶(Sigma G-0753),溶于约80℃的柠檬酸缓冲液中,磁力搅拌,加热至沸腾,继续搅拌冷却至室温,加盖缓慢搅拌过夜。
将不溶的沉淀物离心(1000rpm离心10min),并用柠檬酸缓冲液定容至200mL。
将此底物溶液在-20℃下冰冻保存。
临用前,将底物溶液在沸水浴中缓慢溶解至80℃左右后使用。
3. DNS试剂溶解50.0 g3,5-二硝基水杨酸(Sigma D-0550)于4000mL水中,不断磁力搅拌,缓缓加入80.0 g氢氧化钠,使之完全溶解,再继续磁力搅拌,分数次少量加入1500 g四水合酒石酸钾钠,并小心加热,溶液最高温度不超过45℃。
冷却至室温后定容至5000mL。
如果溶液不澄清,用Wheatman 1号滤纸过滤,然后室温保存于棕色瓶中。
4.仪器恒温水浴锅50℃恒温水浴锅100℃试管旋涡磁力搅拌器分光光度计五.测定条件底物半乳甘露聚糖pH 5.3温度50℃ 0.5℃保温时间5min六.样品处理用柠檬酸缓冲液稀释被检样品。