黃芪對黑曲霉植酸酶代謝活性的影響

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，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

黃芪購自中藥材市場，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)的測定

用顯微鏡檢測黑曲霉孢子數(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，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，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。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)，酶活先增長達(dá)到頂峰，然后呈下降趨勢。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，減少植酸對微量元素的螯合，提高糧食的營養(yǎng)價(jià)值［１０］。通過研究中草藥黃芪對黑曲霉植酸酶的代謝影響，對提高植酸酶的活性有參考價(jià)值，也對黃芪的應(yīng)用開辟了新的途徑。

參考文獻(xiàn)：

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［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，陸國椿．黃芪注射液對小鼠整體氧耗動(dòng)態(tài)觀察［Ｊ］．時(shí)珍國醫(yī)國藥，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．