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新型微生物去屑洗发水的制备
生工
042
班
程峰
2
一、产品意义和社会效益
很多人为 头屑所困扰,他们曾经换过许多洗发产品,但效果不大明显。头屑成因一直在
研究中,
至今最为 肯定的病因是卵形糠秕孢子菌,
实验结果表明,
卵形糠秕孢子菌与头屑过
多呈正相关关 系。
糠秕孢子菌是引起头屑过多的最常见病原微生物,
当孢子菌的繁殖异常增
多时,< br>头部皮肤表皮细胞的代谢速度就会明显加快,
在使用各种抗真菌药物后,
糠秕孢子菌数量减少,
头屑随之减少,停药或再感染该真菌症状再发。头皮油脂分泌太多,甚至患有脂
溢性皮炎,容易导致糠秕孢子菌过度繁殖。
几乎所有洗发水都采用化学合成的抑制真菌剂进行 抑菌去屑,
而我的构想是利用溶菌酶。
溶菌酶按其所作用的微生物不同分两大类,即 细菌细胞壁溶菌酶和真菌细胞壁溶菌酶。
细菌细胞壁溶菌酶有两种,
一种是作用于
β< br>-1.4
糖苷键的细胞壁溶解酶,
另一种是作用于肽
“尾”
和酰胺部分 的细胞壁溶解酶。
真菌细胞壁溶菌酶包括酵母菌细胞壁溶解酶和霉菌细胞
壁溶解酶。而卵形糠秕 孢子菌是一种嗜脂性酵母
,
正常人皮肤中存在
,
是一种条件致病菌。酵
母菌的细胞壁以葡聚糖为主。
真菌溶菌酶主要包括几丁质酶和
β
葡聚糖酶。
1.
几丁质酶
虽然一些外几丁质酶
(exochitinases< br>;
EC3
.
2
.
1
.
30)
也表现 出抗真菌的特性,但抗真菌的几
丁质酶主要是内几丁质酶
(endochitinases;
EC3
.
2
.
1
.
14)
。人们已 经研究了许多来自于植
物和微生物的几丁质酶,
并对有些几丁质酶抑制真菌生长
/裂解真菌细胞的作用进行了研究。
科学家们首先在植物中发现了几丁质酶的抗真菌作用,
这 类几丁质酶可以对抗侵入植物体的
真菌病原体。
微生物几丁质酶主要是由链霉菌属、
杆 菌和大多数真菌产生的。
细菌分泌几丁
质酶主要用于真菌细胞壁的降解和重组,
但在大 多数产几丁质酶的真菌中,
此酶主要用于真
菌细胞壁的成型过程。只有在一些特定的寄生霉菌中 ,如
Trichoderma
harzianum
、
APhanocladium album
和
Gliocladium vixens
中,
胞外几丁质酶和< br>β
-
葡聚糖酶用来附着和降解
目的菌丝。
这些抗真菌的几丁质酶与植物 几丁质酶相似,
多为内几丁质酶。
由于肽聚糖和甲
壳质的糖骨架具有相似的结构,因此 ,一些几丁质酶也具有溶菌酶活性。
2. β
-
葡聚糖酶
β
-
葡聚糖酶
(β
-glucanases
;
EC
3
.
2
.
1
.
39)
具有抗真菌作用主要 是因为它能水解
β(1→
3)
糖
苷键。研究表明:
β(1→3)葡聚糖酶对几丁质降解真菌细胞壁具有显著的协同作用。如将纯
化的几丁质酶和
β
-
葡聚糖酶合用,抗灰色葡萄孢
(Botrytis
cinera)
的作用 提高了
10
倍。内葡
聚糖酶与外葡聚糖酶、
不同内葡聚糖酶间也具有协同抗真 菌作用。
因为许多植物性食品中含
有
β
-
葡聚糖成分,它对维持产品 的组织性、黏度和外观都有重要作用,真菌的细胞壁主要
组分为几丁质和
β
-
葡聚糖,
酵母菌的细胞壁以葡聚糖为主,
β
-1
,3
一葡聚糖酶
(
β
-1
,
3-glucanase,
EC3
.
2
.
1
.
39)
是一类能 特异作用于
β
-
葡聚糖中
β
-1
,
3
.糖 苷键的水解酶,可应用于酵母原生质体制备等
方面.该酶广泛存在于动物、植物、微生物中,目前已从真 菌
、细菌,
以及放线菌等中分
离到产
β
-1< br>,
3
.葡聚糖酶的菌株。
目前,
大多采用的是从鸡蛋清中提 取的溶菌酶,
类型比较单一。
人们从
60
年代发现微生
物也产生溶菌 酶,
并且进展很快。
溶菌酶广泛地分布于自然界中,
在人的组织及分泌物中可
以找到,动物组织中也有,以鸡蛋清中含量最多。
其它植物组织及微生物细胞中也存在。那
么, 能否将不同来源的溶菌酶混合使用
?
由于各类型溶筒酶作用对象不同,混合使用必然会
发生协同作用,能更有效地发挥其杀菌、抑菌作用,具有潜在的经济效益和社会效益
国内外研究进展
几乎所有洗发水都采用化学合成的抑制剂进行抑菌去屑。
南京农业大学自然资源与环 境科学系的彭董樊和庆笙教授在高产
β
-葡聚糖酶菌种的
分离及其新菌种的鉴定上获得 了成功。
二、
构建高产菌的技术路线
< br>1
、高产
β
-1
,
3
一葡聚糖酶菌种的筛选
1
.
1
材
料
土样来源:取自杭州地 区;酵母
β
-1
,
3-
葡聚糖:实验室自制品,从酵母泥中提取;标 准
β
-1
,
3-
葡聚糖:
Sigma Co
.U
.
S
.
A
;啤酒废酵母泥:杭州西湖啤酒厂提供;酵母粉:酵
母泥经低温干燥后粉碎制得.
1
.
2
培养基
(1)
分离培养基和液体产酶培养基.
分离培养基:
β
-1
,
3
一葡聚糖
3 g
,
NaNO
3
0.3 g
,
K
2
HPO
4
0.1g
,
KC1 0.05 g
,
MgSO
4
·
7H
2
0 0.05 g
,
FeSO
4
·
7H
2
0 0.001g
,琼脂
2 g
,蒸馏水
100 mL
,
自然
pH
值.液体产酶培养基即为分离培养基不加琼脂即得.
(2)
初筛培养基.将刚果红配制成
4 g
/
L
的水溶液,每
100 mL
分离培养基中加入刚果红溶
液
1 mL
即得.
(3)
菌种保存培养基.马铃薯葡萄糖琼脂培养基.
(4)
菌株鉴定培养基.改良察氏培养基,用葡萄糖替换蔗糖作为碳源.
1
.
3
菌种的分离
将土样烘干,并制成
l%的悬浮液,涂布到以
β
-1
,
3
一葡聚糖为惟一碳源的琼脂平 板
上,于
30
℃培养
3
~
5 d
,挑取生长良好的菌落接种于斜面保存并编号.
1
.
4
菌种的初筛和复筛
将分离出的菌种点接到初筛培养基平板上,置于
30℃培养.凡在菌落周围能使刚果红
褪色形成透明圈的菌株,接种斜面保存.
初筛得到的菌株接种到装有
50 mL
液体产酶培养基的
250 mL
三角瓶中,
于
28
℃
,
150
r
/
min
摇瓶培养
5 d
.测
β
-1< br>,
3
一葡聚糖酶活力,确定产酶活力高的菌株.
1
.
5
β
-1
,
3
一葡聚糖酶活力的测定
取出培养液在低温下过滤,定容至
100
mL
,取酶液
0.1
mL
,加入经
50
℃预热
10
min
的
β
一
1
,
3
.葡聚糖溶液
(250 g
/
mL
,用
pH 5
.
0
醋酸一醋酸钠缓冲液配制
)0.9 mL
,
50
℃
恒温水浴反应
30 min
,
然后沸水浴
5 min
终止反应.
用
Somogy i
—
Nelson
法测还原糖含量.
酶
活力以每分钟生成
1 umol
葡萄糖所需的酶量为一个酶活力单位
(U)
.
1
.
6
菌种鉴定
菌落形态:待鉴定菌株在
30
℃恒温培养
3 d
,观察菌落形态并照 相记录.显微观察:采
用插片培养法.培养温度:待鉴定菌株置于
25
,
30
,
37
,
45
,
50
℃恒温培养
3 d
,观察菌落
形态特征
三、
生产工艺流程
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