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1、黑曲霉产植酸酶发酵条件的研究摘要：研究培养基组成和培养条件对黑曲霉液体发酵产植酸酶的影响。以植酸酶活力为评价指标，利用单因素试验和L9（34）正交试验考察摇瓶发酵条件下培养基组成，起始pH值、温度、接种量、装量、种龄、发酵时间对黑曲霉产植酸酶的影响。结果表明，最佳培养基组成为：麸皮5％，NH4Cl0.13％，MgSO4·7H2O0.1％,MnSO4·H2O0.07％,FeSO4·7H2O0.01％，KCl0.05％，KH2PO40.01％；最佳培养条件为：培养温度31℃，pH6.0，接种量14％，种龄72-84h，摇床转速为150r/m
2、in，发酵时间6d。在此条件下，植酸酶活力可达43.712U/mL。关键词：植酸酶；黑曲霉；液体发酵；正交试验StudiesonthefermentationconditionsofproducingphytasebyAspergillusnigerAbstract：ToinvestigatetheliquidfermentationforphytaseproductionbyAspergillusniger.Thesinglefactortestsandorthogonalexperimentwereemployedtoevaluat
3、etheoptionalfermentationconditionsforphytaseproductionexperimentbyliquid-statefermentationwiththeoptimalconditions.Theresultsshowedthattheoptimalmediumconfentwereasfollows:wheatbran5％,NH4Cl0.13％,MgSO4·7H2O0.1％,MnSO4·H2O0.07％,FeSO4·7H2O0.01％,KCl0.05％,KH2PO40.01％;theoptima
4、lfermentationconditionsforphytaseproductionwere:fermentationtemperature31℃,theinitialpH6.0,theinoculm14％,seedage72-84h,theshakespeed150r/min,thefermentationtime6d.Underthoseconditions,thephytaseactivityreached43.712U/mL.Keywords：phytase;Aspergillusniger;liquidfermentatio
5、n;orthogonalexperiment1前言1.1植酸及植酸酶植酸(Phyticacid)，又称肌醇六磷酸，是植物籽实中磷的主要贮存形式。在谷物、豆类、油料等作物的籽实中，磷的基本储存形式是植酸磷，其含量高达种子干重的1％～3％，约占植物中总磷的60％～80％。但是以植酸磷形式存在的磷却因单胃动物体内缺乏能分解植酸(六磷酸肌醇)的酶而难以被吸收和利用，其利用率仅在0～40％，从而造成了许多问题。首先，因为饲料中的磷源不能被有效利用，必须在饲料中另外添加无机磷(主要磷酸氢钙)以满足动物对磷的需求；其次，植物性饲料中85％左右的磷没法
6、被单胃动物吸收和利用，从而直接排出体外，粪便中大量的磷使水源和土壤遭受严重污染。再次，植酸磷还是一种抗营养因子，它在动物胃肠道的消化过程中会与多种金属离子以及蛋白质螯合成相应的不溶性复合物，使一些消化酶的作用受到抑制，多种微量元素和氨基酸的利用率下降，降低了动物对以上营养物质的生物利用率。第四，目前饲料生产中用于生产磷酸氢钙的原料是磷矿、石灰和硫酸，全球磷矿的资源有限，且生产1t磷酸氢钙成品就要排出约1t以上的废物(磷石膏)，大型磷酸氢钙生产企业一天的产量在数百吨以上，每天排出的废物数量更大，企业附近磷石膏堆积成垃圾山，磷石膏容易下滑而
7、成为附近的安全隐患，而硫酸也造成严重的空气、水源和土壤的污染；另一方面，饲料中添加无机磷将造成磷源的浪费，饲料成本增加[1,2]。植酸酶是催化植酸及植酸盐水解成肌醇与磷酸的一类酶的总称，自然界存在很多能水解植酸盐的酶类，统称“植酸酶”。植酸酶广泛存在于动植物组织和微生物细胞中，在植物中主要存在于谷物和豆科植物的种子和花粉中，而在动物中主要存在于脊椎动物的红细胞和血浆以及哺乳动物的小肠内。产植酸酶的微生物有细菌、酵母和真菌等，饲料中使用的植酸酶主要来自真菌，比如黑曲霉(Aspergillussp．)，其生产的植酸酶被认为是活性最强的[3,
8、4]。植酸酶按结构的不同主要可以分为三类霉菌及部分细菌来源的PhyA与PhyB、Bacillussubtilis来源的PhyC、玉米植酸酶[2]。3-植酸酶(EC.3.1.3.8)PhyA与6-植酸酶(EC
