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1、粗壮脉纹孢菌及其应用粗壮脉纹孢菌Neurospora.crassa，属真菌门，真子囊菌亚纲，鹿角菌目，粪壳菌科，脉纹孢菌属。为粗壮串珠霉的有性世代。粗壮串珠霉M.crassa Sh.et Dodge，属真菌门，半知菌类，丛梗孢目，丛梗孢科单孢亚科，卵形孢霉族，串珠霉属。菌丝生于基物内，无吸器；分生孢子自下而上成熟，孢子为球形或卵形，直径6-8微米，孢子团呈黄色或淡橙色。国内外研究表明粗壮脉纹孢菌可产高活力纤维素酶，生长所需营养条件简单，原料易得成本低，发酵周期短，且实际生产过程易于控制，为农副废弃物的开发利用提供了一条有效地途径。王丹等运用粗壮脉纹孢菌发酵植物纤维资源生产酒精。M.D.Rome
2、ro等对粗壮脉纹孢菌发酵麦杆生产纤维素酶进行研究，最终得到了较高产量的复合纤维素酶。本实验吴丹等利用粗壮脉纹孢菌发酵稻草粉产纤维素酶均达到了较高的酶活和酶产量。同时该菌能够合成较高产量的类胡萝卜素，且主要为-胡萝卜素。对纤维素含量较高的农副废弃物进行资源再利用生产附加值较高的-胡萝卜素产品及饲料添加剂，可以大大提高资源的利用率，具有非常大经济及社会效益。粗壮脉纹孢菌能够利用以纤维素为主的底物为碳源，如秸秆，砻糠，米糠、豆渣，茶粕，啤酒糟、药渣等。综合考虑到粗壮脉纹孢菌产纤维素酶和-胡萝卜素两方面的特性，本实验室对其应用作了大量的研究工作，已经申请了多项国家专利保护，在国内核心期刊上发表了多篇论
3、文，特别是该菌在农副废弃物的再利用生产益生菌饲料及-胡萝卜素上获得了较大的成功。现将本实验室对该菌所做的研究工作简述如下：1. 粗壮脉纹孢菌发酵对豆渣营养成分的影响及功能性成分的提取豆渣是大豆食品如豆腐和豆奶等在加工过程中去除可溶性蛋白后的副产品。豆渣中蛋白质及膳食纤维含量较高，由于其所含热能低，且口感粗糙，过去一直没有引起人们的充分重视。大都作为家畜的饲料，有的索性作为废弃垃圾，造成了资源浪费和大量的环境污染。本实验室对粗壮脉纹孢菌发酵豆渣进行了研究，发现粗壮脉纹孢菌可显著改善豆渣的口感及营养价值，同时对发酵产生的功能性低聚糖和多糖的提取工艺进行了研究，为豆渣系列产品的开发奠定了坚实的理论基
4、础。研究发现，豆渣经发酵后，脂肪从8.07%下降到5.76%，可溶性多糖从28.86%升高到62. 50%，异黄酮从0.60mg/g增加到0.66mg/g，粗蛋白含量由24.66%升高至32.59%，豆渣蛋白质消化率由6.86%升高至14.97%，豆渣氨基酸和游离氨基酸含量均有明显提高，-胡萝卜素色素产量达100g/g以上。实验结果表明，Neurospora.crassa发酵豆渣可大大提高豆渣的营养价值，可以用于豆渣传统食品工业化生产，在这方面本实验室已有研究。同时对发酵后豆渣中的功能性多糖提取工艺进行了优化，获得了五种多糖成分。2. 粗壮脉纹孢菌发酵生产纤维素酶 纤维素是自然界中最丰富的可再
5、生资源，利用微生物或其产生的纤维素酶可将纤维素降解为低分子量的己糖或戊糖，用于生产新型饲料、单细胞蛋白等，或作为不能直接利用纤维素的酿酒酵母的碳源底物来进一步发酵生产酒精等。目前研究最多的产纤维素酶的真菌是里氏木霉及与其同种的其他真菌，对于粗壮脉纹孢菌产纤维素酶国内外已有相关报道。本实验室对粗壮脉纹孢菌发酵产纤维素酶及其酶学特性进行了较系统的研究，优化了其产酶工艺，掌握了其纤维素酶的相关酶学特性。3. 粗壮脉纹孢菌与乳酸菌复合发酵啤酒糟生产益生菌饲料啤酒糟是以大麦为原料，经发酵提取籽实中可溶性碳水化合物后的残渣。我国啤酒工业年产干酒糟的数量达175万吨以上，数量巨大资源丰富。近年来在啤酒糟的综
6、合利用方面，国家加大了资金投入和科研力度，取得了较大的进展。啤酒糟作饲料成为酿酒企业和饲料工业共同关注的热点。本实验室对粗壮脉纹孢菌与植物乳杆菌协同发酵啤酒糟生产益菌饲料进行了研究，对发酵培养基的配方及发酵条件进行了优化，获得了最佳的发酵工艺。在该工艺条件下，培养基中啤酒糟含量可达到69%，粗纤维降解率为49.08%，蛋白含量提高30.18%，粗脂肪含量提高3.36%，粗纤维含量降低34.05%，无氮浸出物含量降低14.83%，蛋白消化率提高了17.04%，同时产品感官特性较好，可作为动物饲料使用。 4.粗壮脉纹孢菌与乳酸菌复合发酵茶粕生产益生菌饲料 茶粕，又称茶籽饼、茶麸、茶枯，呈紫褐色颗粒
7、，是山茶科植物的果实榨油后剩下的渣，其中油茶茶籽粕和茶叶茶籽粕产量较大，其年均总产量约70万吨，是潜在的可利用茶粕资源。茶粕营养丰富，但由于其中茶皂素、单宁等抗营养因子含量过高, 不适宜直接用于动物饲料生产,大部分被用作清塘剂、肥料、燃料,少量用于茶皂素的提取, 极少部分用于饲料资源的开发应用。茶粕如果去除了有毒物质茶皂素，其营养价值可与米糠媲美，且经过微生物发酵后，可显著提高其营养和利用价值。本实验室采用提取茶皂素（本实验室专利技术）后的茶粕为主要原料，利用粗壮脉纹孢菌与植物乳杆菌复合发酵生产茶粕饲料，获得了发酵的最佳工艺。在该工艺条件下，培养基中茶粕含量可达到52%，粗纤维含量由21.52
8、%下降到10.38%，蛋白含量由13.92%上升到21.32%，总糖含量由7.6%升高到35.97%，-胡萝卜素产量达到150mg/kg培养基以上，饲料成品中乳酸菌活菌数达到1011cfu/g培养基。通过蛋鸡喂养后发现该饲料不仅不会影响产蛋量，而且可明显提高鸡蛋蛋黄的颜色。5.粗壮脉纹孢菌发酵砻糠产-胡萝卜素-胡萝卜素是由8个类异戊二烯单位组成的碳氢化合物，是类胡萝卜素家族中非常重要的一员。它具有非常多的的生理功效，可作为维生素A原,能够防治眼病、光敏性疾病和白内障等；作为一种非常有效的天然抗氧化剂，可以有效地保护细胞中各种生物大分子不受自由基的损伤，对维持细胞正常生命代谢、预防心血管疾病、防
9、止衰老和癌变具有重要价值，因此可作为功能性的色素应用于食品保健、医药及化妆品等行业；同时-胡萝卜素较强的着色功能也大大拓宽了其在着色剂领域的应用，目前已逐步取代化学合成色素被广泛应用于食品及饲料添加剂领域。砻糠是稻谷加工糙米时脱下的谷壳(颖壳)粉，其量约为稻谷质量的20%左右，含粗纤维30%45%，其中木质素21%26%，可消化能很低，而且可消化蛋白质为负值，纯属粗饲料。目前，我国主要将它与米糠混合制成统糠喂养牲畜，用于毛竹等林木栽培或者直接作为燃料，经济效益较低，砻糠资源未得到有效地利用。 利用砻糠和米糠(工业提油后）为主要原料，经发酵工艺优化，砻糠添加量可达45%以上，粗壮脉纹孢菌发酵三天后色素产量可达200mg/kg培养基以上，而且发酵过程简单，容易控制，将发酵产物用于-胡萝卜素产品开发或直接用于饲料添加剂都具有巨大的经济效益。目前，用砻糠发酵-胡萝卜素本实验室已初步完成发酵工艺及后续产品开发工艺研究。由于粗壮脉纹孢菌较简单的营养需求，用其发酵药渣生产-胡萝卜素和饲料本实验室业已进行相关研究并取得了较高的产量。而且可用的培养基原料还在进一步开发中。
