Cellulase-Pulver CAS 9012-54-8

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Cellulase-Pulver, ein zusammengesetztes Enzymsystem, das aus der mikrobiellen Fermentation stammt (wie Trichoderma und Aspergillus), ist der Sammelbegriff für Biokatalysatoren, die spezifisch die -1,4-glykosidischen Bindungen von Cellulose hydrolysieren. Es kann als „Experte für die Demontage pflanzlicher Zellwände“ angesehen werden. Sein Aussehen ist ein feines, hellgraues bis bräunlich-gelbes Pulver, das die synergistische Kraft von Endo-glucanase, exo-glucanase und -glucosidase enthält, die die hartnäckigen Cellulosemakromoleküle präzise in lösliche Oligosaccharide, Fructosedisaccharide und Glucose „schneiden“ kann. Seine Funktion besteht nicht in der physikalischen Verdickung oder Suspension, sondern in der Auslösung einer grundlegenden Umwandlung der chemischen Struktur des Substrats durch biologische Katalyse. Unter milden Bedingungen (geeignete Temperatur und pH-Wert) löst es effizient die starre Struktur der Pflanzenzellwand auf und setzt dadurch die eingekapselten Nährstoffe frei. Diese Eigenschaft macht es zu einem leistungsstarken Werkzeug in der Lebensmittelindustrie zur Steigerung der Saftausbeute und Klarheit, in der Brauindustrie zur Förderung der Stärkefreisetzung und Geschmacksbildung und in der Futtermittelindustrie zum Abbau ernährungsfeindlicher Faktoren und zur deutlichen Verbesserung der Verdauungseffizienz. Darüber hinaus zeigt sich beim textilen Biopolieren, der Gewinnung wirksamer Bestandteile aus der traditionellen chinesischen Medizin und der Ressourcennutzung landwirtschaftlicher Abfälle das große Potenzial einer umweltfreundlichen biologischen Herstellung. Dieses scheinbar gewöhnliche Pulver ist in Wirklichkeit ein grüner Schlüssel zur Verbindung erneuerbarer Zelluloseressourcen und hochwertiger biologischer Transformationsprozesse und ein Modell für die Stärkung traditioneller Industrien durch Biotechnologie.

Ein Verfahren zur Herstellung von Cellulase, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst:

(1) Vorbereitung des flüssigen Stamms in der Kulturschale: Der Schrägstamm des Reagenzglases ist Trichoderma viride; Reagenzglas-Kulturmediumformel, (NH4) 2SO4 0.2-0.5g, NaNO3 0.1-0.2g, K2HPO40. l-o 15 g, MgSO4 · 7H20 0.05-0.08g, Agar 1,0–1,5 g, Leitungswasser 99 lOlmL, Gesamtgewicht 102 g; Die Zutaten werden gleichmäßig vermischt und in Kulturschalen gegeben. 0. IMI ^ a wird für 30–35 Minuten im Standby-Modus sterilisiert; Inokulation und Kultur: Übertragen Sie einen Ring Reagenzglas-Schrägbakterien mit dem Impfring in steriles Wasser, um eine Sporensuspension herzustellen, inokulieren Sie ihn in die Kulturschale, legen Sie ihn in den 70-7-Tank mit einer konstanten Temperatur von 30 °C ± 1 °C und nehmen Sie ihn zur Lagerung heraus;

(2) Culture of koji in triangular flask: preparation of culture medium, with the formula of 75-85g bran, 15-25g rice bran, (NH4) 2SO4O 25-0. 35g, NaNO3O. 10-0. 15g, MgSO4O. 05-0. 10g, K2HPO4O. 05-0.IOg, water 1480-1520mL, total weight 1600g; Preparation: Mix bran and rice bran evenly, calculate the amount of water, dissolve (NH4) 2S04, NaNO3>MgSO4, K2HPO4 in Wasser, die Mischung aus Kleie und Reiskleie untermischen, gut mischen, in einen sterilisierten Dreieckskolben geben, 40–50 g nasses Material werden in jeden 500 ml-Dreieckskolben gepackt, 0. IMpa wird 30–35 Minuten lang sterilisiert, abgekühlt und in den Standby-Modus versetzt; Impfung und Kultur;

(3) Feste Dickschicht-Belüftungsfermentationskultur: mittlere Formel: Kleie 70–80 g, Reiskleie 15–20 g, Carboxymethylcellulose 0,15–0,2 g, (NH4) 2SO4O 05–0. lg,MgSO4O. 05-0. 10g,K2HPO4O. 1-0.15g, Wasser 1480-1520 ml, Gesamtgewicht 1600 g; Zubereitung: Zuerst Carboxymethylcellulose, (NH4) 2S04, MgSO4, K2HPO4 in Wasser auflösen, den pH-Wert auf 4,5 einstellen, die Kleie-Reiskleie-Mischung untermischen, gleichmäßig umrühren, 1 Stunde bei 95-100 Grad C unter Normaldruck sterilisieren und die Mischung 30-40 Minuten lang halten; Impfung und Kultur; Die Verpackungstemperatur beträgt 30–35 °C, die Dicke beträgt 25–35 cm und die Produkttemperatur wird während des gesamten Kulturprozesses auf 30–37 °C kontrolliert; Entsprechend dem Anteil von Innenumluft und Frischluft im gesamten Kultivierungsprozess beträgt die relative Luftfeuchtigkeit im Kontrollraum 85 % - 95 % und die Kultivierungszeit beträgt 40–50 Stunden. Nach dem Auspacken wird es zerkleinert und getrocknet. Die Aktivität der Koji-Cellulase liegt über 6000 IE/g Trockenpulver;

(4) Verfeinerung und Reinigung: Zuerst den Kleie-Koji zerkleinern und in 2,5-fachem Wasser bei 30-35 °C einweichen. Danach den Filter drücken, um die Enzymlösung zu erhalten, und dann den Kleie-Koji wiederholt einweichen. Drücken Sie anschließend auf den Filter, um die Enzymlösung zu erhalten. Stellen Sie den pH-Wert mit 10–15 % HCl auf 2.9-3. 1 ein und lassen Sie ihn 0,4–0,6 Stunden lang bei 10–20 °C stehen. Anschließend zentrifugieren. Nehmen Sie den Überstand und stellen Sie den pH-Wert auf 4.3-4. 5. ein. Kühlen Sie gleichzeitig die Enzymlösung und den Alkohol auf jeweils 5–7 °C ab. Gießen Sie die Enzymlösung in Ethanol und rühren Sie gleichmäßig um, um die Konzentration der Enzymlösung bei 60–65 Gew.-% zu halten. Lassen Sie sich im 1,8-2-Tank nieder. Nachdem die Ausfällung abgeschlossen ist, zentrifugieren Sie sie mit einer Zentrifuge, um die Ausfällung abzutrennen. Nachdem der Niederschlag erhalten wurde, waschen Sie ihn 2–3 Mal mit 96 %igem Ethanol. Trocknen Sie es bei 25–30 °C und zerkleinern Sie es, um es zu erhaltenCellulase-Pulver.

 

1. Landwirtschaftliche Anwendungen
Anwendung vonCellulase-Pulverin der Vieh- und Geflügelproduktion:
Herkömmliche Tierfuttermittel wie Getreide, Bohnen, Weizen und Verarbeitungsnebenprodukte enthalten alle eine große Menge Zellulose. Mit Ausnahme von Wiederkäuern, die einen Teil der Pansenmikrobiota verwerten können, können andere monogastrische Tiere wie Schweine und Hühner keine Zellulose verwerten.

2. Viehfutter
Jiao Pinglin et al. (1996) führten ein Experiment mit kastrierten Rindern durch, bei dem sie dem Futter 40 g Cellulase pro Kopf und Tag hinzufügten und 60 Tage lang fütterten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gruppe, der das Enzym zugesetzt wurde, eine tägliche Gewichtszunahme von 892,78 g aufwies, während die Kontrollgruppe eine tägliche Gewichtszunahme von 746,8 g aufwies, mit einem signifikanten Unterschied (P<0.01). Jiaopinglin conducted an experiment using 30 Holstein cows. The experimental group added 50g of cellulase per cow per day. The results showed that the total milk production of the 15 cows in the experimental group was 2916kg at 68 days, while the total milk production of the 15 cows in the control group was 2689kg at 68 days, with a significant difference (P<0.05).

 

Fu Liansheng et al. (1998) berichteten, dass bei normaler Pansenfunktion nach 5-tägiger Cellulasefütterung die Trockenmasse im Kot erwachsener Kühe und Zuchtkühe im Vergleich zu vor der Fütterung um 30 % abnahm. Eine Woche später sank der Ammoniakgehalt im geschlossenen Kuhstall um etwa 70 %, die Raufutteraufnahme stieg um 8–10 % und der Harnstoff im Urin sank um 58,9 %. Trächtige Kühe wurden 30 Tage vor der Geburt mit Cellulase gefüttert und nach der Geburt traten keine physiologischen Verdauungsprobleme auf. Das Gewicht des Fötus nahm um 1,5–3 kg zu, ohne dass es zu Missbildungen oder schwachen Föten kam. Die körperliche Erholung der Kühe erfolgt schnell und die Spitzenmilchproduktion hält lange an (bis zum vierten Laktationsmonat). Zhao Changyou et al. (1998) untersuchten die Anwendung von Cellulase in der Ernährung pflanzenfressender Tiere und erzielten signifikante Ergebnisse.

 

3. Hühnerfutter
Die Ernährung von Masthühnern ist im Allgemeinen reich an Fischmehl, Mais und Sojabohnenmehl. Um den Einsatz dieser konventionellen Rohstoffe zu reduzieren und billige Futtermittel weithin einzuführen, haben Qin Jiangfan et al. (1996) erhöhten den Anteil an ballaststoffreicher Weizenkleie im Broilerfutter und führten Experimente durch, indem sie 0, 0,05 % und 0,1 % Cellulasepräparate hinzufügten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gruppe, der 0,1 % Cellulase zugesetzt wurde, die tägliche Gewichtszunahme im Vergleich zur Kontrollgruppe in den drei Wachstumsstadien 1-2, 3-6 und 7-8 um 4,31 %, 4,54 % bzw. 4,13 % erhöhte und das Futterverhältnis um 1,56 %, 4,50 % bzw. 4,3 % abnahm. Xu Qiyou (1998) fügte der Ernährung von Legehennen 0,1 %, 0,15 % und 0,5 % Cellulase hinzu. Die Ergebnisse zeigten, dass während der Legeperiode von Januar bis Oktober die Eierproduktionsrate um 0,53 %, 1,25 % bzw. 2,88 % stieg. Die Eierbruchrate verringerte sich um 34,49 % bzw. 16,19 % in den Gruppen mit 0,15 % und 0,5 % Enzymgehalt, und die Eierschalenstärke stieg um 14,71 % bzw. 8,41 %.

 

4. Schweinefutter
Laut Yin Qingqiang et al. (1992) führte die Zugabe von 0,6 % bzw. 1,2 % Cellulosekomplex-Enzymen zur Grundnahrung zu einer Steigerung der Gewichtszunahme von 16,84 % bzw. 21,86 % bei Wachstums- und Mastschweinen im Vergleich zur Kontrollgruppe. Wank et al. (1993) berichteten, dass die Zugabe vonCellulase-Pulvererhöhte die Verdaulichkeit neutraler Waschmittelfasern von 30,3 % auf 34,1 %, die Verdaulichkeit saurer Waschmittelfasern von 68,8 % auf 73,9 % und die Energieverdaulichkeit von 69,3 % auf 71,8 %.

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