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      黃芪對(duì)黑曲霉植酸酶代謝活性的影響

      2012-12-31 00:00:00王慧桑維鈞矯強(qiáng)張新強(qiáng)董存琴
      湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年17期

      摘要:利用FeSO4-鉬藍(lán)法研究了中草藥黃芪(Astragalus membranaceus)粉末、黃芪水提取液對(duì)黑曲霉(Aspergillus niger)植酸酶在固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基中代謝活性的影響。結(jié)果表明,在0.03 g/mL的黃芪粉末和0.03 g/mL的黃芪水提取液作用下,44 h時(shí)黑曲霉中植酸酶活性最高。與對(duì)照相比,固體培養(yǎng)基中加入黃芪粉末和黃芪水提取液的吸光度分別提高了33.6%和37.8%,液體培養(yǎng)基中加入黃芪粉末和黃芪水提取液的吸光度分別提高了21.0%和28.7%。在最佳培養(yǎng)時(shí)間,植酸酶活性均隨著黃芪濃度的增大而呈下降趨勢(shì),其中加入黃芪粉末的液體培養(yǎng)基變化幅度最大,植酸酶活性濃度0.01 g/mL是濃度0.05 g/mL的1.64倍;加入黃芪水提取液的液體培養(yǎng)基中植酸酶活性濃度0.01 g/mL是濃度0.05 g/mL的1.54倍;加入黃芪粉末和黃芪水提取液的固體培養(yǎng)基中植酸酶活性濃度0.01 g/mL分別是濃度0.05 g/mL的 1.50和1.42倍。

      關(guān)鍵詞:黃芪(Astragalus membranaceus);黑曲霉(Aspergillus niger);植酸酶;代謝活性

      中圖分類號(hào):S567.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)17-3786-03

      Effect of Astragalus membranaceus on Aspergillus niger Phytase Metabolic Activity

      WANG Hui1,SANG Wei-jun1,JIAO Qiang2,ZHANG Xin-qiang1,DONG Cun-qin1

      (1.Agriculture College,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2. Quancheng College, Jinan University, Jinan 250000,China)

      Abstract: The effect of traditional Chinese medicine Radix Astragali powder and water extract on Aspergillus niger phytase metabolic activity on solid and liquid culture medium were studied by using FeSO4-molybdenum blue method. The results showed that phytase activity was the highest if treated for 44 hours by 0.03 g/mL of astragalus powder and 0.03 g/mL of water extract. Compared with the control, the absorbance value was improved by 33.6% and 37.8% respectively by adding astragalus powder and astragalus extract water in solid culture medium; however, increase of 21.0% and 28.7% were respectively achieved in liquid culture. In the best culture period, phytase activity increased with the increasing of the concentration of astragalus. There was biggest change range in liquid medium which added astragalus powder.

      Key words: Astragalus membranaceus; Aspergillus niger; phytic acid enzymatic; metabolism activity

      水解植酸及其鹽類的酶被稱為植酸酶[1],它能使飼料中有機(jī)磷得到有效利用[2]。一般情況下為了滿足畜禽對(duì)磷的需要,普遍采用的方法是在飼料中加入有機(jī)磷,但由此帶來一些問題,例如消耗了大量的磷礦資源和若未被消化吸收的磷被動(dòng)物排出體外,對(duì)土壤和水源造成污染。在飼料中加入植酸酶不但能提高動(dòng)物生產(chǎn)性能,還能提高鈣、鎂、鋅、錳、銅和鐵的生物利用率[3]。植酸酶的研制和開發(fā)受到廣泛重視。

      黃芪(Astragalus membranaceus)是一種常用中藥材[4],可促進(jìn)黑曲霉(Aspergillus niger)中植酸酶的代謝。黑曲霉是一種常見的真菌,廣泛分布于世界各地的糧食、植物性產(chǎn)品和土壤中[5],便于收集培養(yǎng),而且黑曲霉是微生物中產(chǎn)植酸酶的高產(chǎn)真菌。試驗(yàn)研究了黃芪對(duì)植酸酶代謝的影響[6],得出了植酸酶活性的最佳培養(yǎng)時(shí)間和濃度,有利于提高植酸酶的利用率,提高經(jīng)濟(jì)效益。

      1 材料與方法

      1.1 供試材料

      黃芪購(gòu)自中藥材市場(chǎng),粉碎成粉末備用;10%黃芪水提取液的制備:準(zhǔn)確稱取固體黃芪10 g于250 mL燒杯中,加入50 mL去離子水,沸騰后煮20 min,冷卻后用八層紗布過濾得到濾液,再次倒入燒杯50 mL去離子水,沸騰后再煮20 min,冷卻后用八層紗布過濾的濾液和第一次的濾液混合后定容至100 mL,放置待用;黑曲霉由貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物病理實(shí)驗(yàn)室提供;植酸酶活性測(cè)定采用FeSO4-鉬藍(lán)法進(jìn)行[7]。

      1.2 培養(yǎng)基的配制

      1)不加黃芪的對(duì)照培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基的配制:麩皮20 g,硫酸銨4 g,去離子水定容至50 mL;液體培養(yǎng)基的配制:麩皮5 g,硫酸銨4 g,去離子水定容至50 mL。

      2)加入黃芪的培養(yǎng)基。不同濃度黃芪粉末固體培養(yǎng)基的配制:麩皮20 g,硫酸銨4 g,黃芪粉末加入量分別為 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g,去離子水定容至50 mL,對(duì)應(yīng)濃度分別為0.01、0.02、0.03、0.04、0.05 g/mL;不同濃度黃芪水提取液固體培養(yǎng)基的配制:麩皮20 g,硫酸銨4 g,10%(m∶V)黃芪水提取液加入量分別為5、10、15、20、25 mL,去離子水定容至50 mL,對(duì)應(yīng)濃度分別為0.01、0.02、0.03、0.04、0.05 g/mL。

      不同濃度黃芪粉末液體培養(yǎng)基和黃芪水提取液液體培養(yǎng)基是在相應(yīng)固體培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上將麩皮用量改為5 g。

      1.3 孢子數(shù)的測(cè)定

      用顯微鏡檢測(cè)黑曲霉孢子數(shù)。在滅菌離心管中加入25 mL的吐溫-80,然后接入活化好的黑曲霉,并加入幾個(gè)玻璃珠振蕩搖勻,6 000 r/min離心15 min, 吸取上清液檢測(cè)其孢子數(shù),使其孢子數(shù)為2.5×106個(gè)/mL。

      1.4 試驗(yàn)方法

      分別選取兩個(gè)空白固體培養(yǎng)基、0.03 g/mL的黃芪粉末固體培養(yǎng)基和0.03 g/mL的黃芪水提取物固體培養(yǎng)基,各加入1 mL黑曲霉菌液,采用FeSO4-鉬藍(lán)法測(cè)定不同時(shí)間植酸酶的活性[8]。

      0.03 g/mL的黃芪粉末和黃芪水提取液對(duì)液體培養(yǎng)基中黑曲霉植酸酶代謝活性的影響試驗(yàn)方法同上。0.03 g/mL黃芪是隨機(jī)選取的中間濃度,以便得出最佳培養(yǎng)時(shí)間。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 0.03 g/mL黃芪粉末和黃芪水提取液對(duì)固體培養(yǎng)基中黑曲霉植酸酶代謝活性的影響

      從圖1可以看出,3個(gè)處理黑曲霉植酸酶活性都呈先升高后降低的趨勢(shì),44 h時(shí),0.03 g/mL黃芪粉末和0.03 g/mL黃芪水提取液固體培養(yǎng)基中黑曲霉植酸酶活性最高。與對(duì)照相比,加入黃芪粉末的吸光度提高了33.6%,加入黃芪水提取液的吸光度提高了37.8%。

      2.2 0.03 g/mL黃芪粉末和黃芪水提取液對(duì)液體培養(yǎng)基中黑曲霉植酸酶代謝活性的影響

      從圖2可以看出,3個(gè)處理黑曲霉植酸酶活性都呈先升高后降低的趨勢(shì),44 h時(shí),0.03 g/mL黃芪粉末和0.03 g/mL黃芪水提取液液體培養(yǎng)基中黑曲霉植酸酶活性最高。與對(duì)照相比,加入黃芪粉末的吸光度提高了21.0%,加入黃芪水提取液的吸光度提高了28.7%。

      2.3 不同濃度的黃芪粉末和黃芪水提取液對(duì)黑曲霉植酸酶活性的影響

      由前面的結(jié)果可以得出,在加入黃芪的培養(yǎng)基中黑曲霉植酸酶活性44 h時(shí)達(dá)到最高,故培養(yǎng)44 h后檢測(cè)加入黃芪的培養(yǎng)基中黑曲霉植酸酶的活性,結(jié)果見圖3。從圖3可以看出,4個(gè)處理植酸酶活性均隨著加入黃芪濃度的增大而呈下降趨勢(shì)。加入黃芪粉末的液體培養(yǎng)基變化幅度最大,植酸酶活性濃度0.01 g/mL是濃度0.05 g/mL的1.64倍。加入黃芪水提取液的液體培養(yǎng)基中植酸酶活性濃度0.01 g/mL是濃度0.05 g/mL的1.54倍。加入黃芪粉末和黃芪水提取液的固體培養(yǎng)基中,植酸酶活性濃度0.01 g/mL分別是濃度0.05 g/mL的 1.50和1.42倍。

      3 小結(jié)

      試驗(yàn)結(jié)果表明,黃芪粉末和黃芪水提取物對(duì)黑曲霉植酸酶有良好的促進(jìn)作用,但相比較而言,黃芪水提取液的促進(jìn)效果更為明顯,可能是黃芪水提取液更容易與黑曲霉植酸酶結(jié)合,促進(jìn)了植酸酶的代謝。一定濃度范圍內(nèi)黃芪促進(jìn)黑曲霉植酸酶活性提高的最佳培養(yǎng)時(shí)間為44 h,在0~72 h內(nèi),酶活先增長(zhǎng)達(dá)到頂峰,然后呈下降趨勢(shì)。原因是由于黑曲霉植酸酶消耗了培養(yǎng)基中的物質(zhì)[9],活性逐漸增大,當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量逐漸減少,酶活性會(huì)逐漸下降。

      植酸酶主要應(yīng)用在飼料上,除此以外國(guó)內(nèi)現(xiàn)已使用食品級(jí)植酸酶處理糧食,以分解糧食中的植酸鹽,減少植酸對(duì)微量元素的螯合,提高糧食的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[10]。通過研究中草藥黃芪對(duì)黑曲霉植酸酶的代謝影響,對(duì)提高植酸酶的活性有參考價(jià)值,也對(duì)黃芪的應(yīng)用開辟了新的途徑。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 陳于平,丁利敏.植酸酶的應(yīng)用淺析[J].獸藥與飼料添加劑,1998(2):8-9.

      [2] 楊平平,許正宏,王 燕,等.微生物植酸酶研究進(jìn)展[J].微生物學(xué)通報(bào),2001,31(3):111-115.

      [3] 杜麗敏,段相林.植酸酶的來源與應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007, 35(16):4727-4728,4747.

      [4] 吳華璞,陸國(guó)椿.黃芪注射液對(duì)小鼠整體氧耗動(dòng)態(tài)觀察[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,1999(7):490-491.

      [5] 陳 惠,王紅寧,謝 晶.黑曲霉N25植酸酶的分離純化及酶學(xué)性質(zhì)研究[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,19(1):77-79.

      [6] 阮 靜,劉曉玥.植酸酶的相關(guān)介紹及活性檢測(cè)方法的探討[J].飼料工業(yè),2006,27(10):54-55.

      [7] 陸文清,劉 偉,劉興海,等. 固態(tài)發(fā)酵飼用植酸酶酶活的快速測(cè)定法[J].飼料研究,2000(1):11-12.

      [8] 馬 璽,單安山.植酸酶研究進(jìn)展及其在飼料工業(yè)中的應(yīng)用[J].糧食與飼料工業(yè),2001(4):27-30.

      [9] 姚 斌,張春義,王建華,等.產(chǎn)植酸酶的黑曲霉菌株篩選及其植酸酶基因克隆[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào),1998,6(1):1-6.

      [10] 劉德忠.新型酶制劑——植酸酶的應(yīng)用及開發(fā)[J].飼料工業(yè),1998,19(3):19-20.

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