DE69634756T2

DE69634756T2 - Neue xylanaseverbindung und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69634756T2
Application number: DE69634756T
Authority: DE
Inventors: A. Kathleen CLARKSON; C. Zhi WANG; J. Andrew Marlborough MORGAN
Original assignee: Finnfeeds International Ltd; Genencor International Inc
Current assignee: Danisco UK Ltd; Danisco US Inc
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: EP0865484B1; WO1997020920A1; NZ324588A; AU1146997A; CA2237649A1; DE69634756D1; ATE295877T1; MX9804249A; US5902581A; EP0865484A1; ES2242970T3; BR9612118A; DK0865484T3; AU718686B2; JP2000501935A; CA2237649C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Xylanase-Verbindung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Speziell betrifft die Erfindung eine gereinigte Xylanase-Verbindung, die von Acidothermus sp. und insbesondere Acidothermus cellulolyticus abstammt, und die Verwendung dieses Enzyms beim Bleichen von Zellstoff und Papier und Behandeln von Futterzusammensetzungen.
2. Stand der Technik
Es ist bekannt, dass Xylanasen von einer Anzahl von verschiedenen Mikroorganismen produziert werden. Im Allgemeinen werden mehrere xylanolytische Enzyme von einem Mikroorganismus produziert, wobei jede der Xylanasen so wirkt, dass sie verschiedene Bindungen in dem Holzkomplex angreift. Versuche, in industriellen Prozessen Enzyme, die sowohl aus Pilz- als auch aus Bakterien-Quellen abstammen, z.B. für die Verbesserung der Delignifizierung und der Aufhellung unter Verringerung oder Beseitigung der Verwendung von Chlor beim Bleichen von Lignocellulose-Zellstoff in der Papierindustrie oder zur Verbesserung des Wertes von Tierfutter zu verwenden, sind in der Literatur beschrieben worden.
Xylanasen, z.B. Endo-beta-Xylanasen (EC 3.2.1.8), welche die Xylan-Hauptkette hydrolysieren, sind bezüglich ihrer Verwendung beim Bleichen von Lignocellulose-Material untersucht worden. Zum Beispiel ist im U.S. Pat. Nr. 5,179,021 die Kombination einer Xylanase- und Sauerstoff-Behandlung beim Bleichen von Zellstoff als besonders nützlich offenbart. In der PCT-Anmeldung Veröffentlichungs-Nr. WO 92/03541 ist ein Verfahren zum Auflösen von Hemicellulose mit Hemicellulasen offenbart, die von dem Pilz Trichoderma reesei abstammen. Die Suche nach Xylanasen hat sich jedoch auf thermophile und alkalophile Xylanasen konzentriert, die unter Zellstoff-Bleichbedingungen mit Verwendung hoher Temperaturen und von Alkali nützlich sind. Jedoch findet die Verwendung von Sauerstoff- oder Ozon-Bleichen im Allgemeinen bei einem niedrigereren pH statt. Demgemäß wäre es vorteilhaft, eine Xylanase bei niedrigem pH zu entdecken, die bei hohen Temperaturen eine signifikante Aktivität aufweist
Kürzlich sind mehrere thermophile Xylanasen aus Pilz- und Bakterien-Mikroorganismen identifiziert worden. Zum Beispiel ist eine thermophile Xylanase aus Actinomadura, die als Microtetraspora umklassifiziert worden ist, mit einem optimalen pH von 6,0 – 7,0 und einem Temperaturbereich von 70 – 80 °C isoliert worden (Holtz, C. et al., Antonie van Leewenhoek 59: 1-7, 1991). Die EP 473 545 offenbart, dass der Bakterienstamm Thermomonospora fusca thermostabile Xylanasen produziert, die bei Temperaturen von 10 – 90 °C, bevorzugt 50 – 80 °C über einen großen pH-Bereich, d.h. von etwa 5 – 10, mit einem bevorzugteren Bereich zwischen 6,6 – 9,5, aktiv sind. Zusätzlich offenbart die WO 92/18612 ein Xylanase-Enzym, das von der Gattung Dictyoglomus abstammt, mit einer Aktivität über einen breiten pH-Bereich (5,0 – 9,0) und einer Thermostabilität bei Temperaturen im Bereich von 60 – 90 °C. Das thermophile cellulolytische Bakterium Acidothermus cellulolyticus ist in Mohagheghi et al., Int. J. Systematic Bact., Bd. 36, Nr. 3, S. 435-443 (1986) beschrieben, und die Produktion von Cellulase ist in Shiang et al., Appl. Microb. Biotech., Bd. 34, S. 591-597 (1991) beschrieben. Jedoch beschreibt keine dieser Literaturstellen eine gereinigte Xylanase, die bei niedrigem pH und hoher Temperatur nützlich sein kann.
Xylanasen sind auch in Tierfuttern nützlich, um zu ermöglichen, dass die Tiere das Futter wirksamer verdauen. Ein Ergebnis des Zusatzes von Xylanase zu Futter ist eine Verbesserung des Futter-Umrechnungsverhältnisses (FCR [Feed Conversion Ratio]) eines Futters ohne Erhöhung von dessen Kosten pro Gewichtseinheit. Das FCR eines Futters ist das Verhältnis der verzehrten Futtermenge relativ zur Gewichtszunahme des Tieres. Ein niedriges FCR zeigt an, dass eine gegebene Futtermenge ein wachsendes Tier zum Ergebnis hat, das eine verhältnismäßig größere Gewichtszunahme erzielt. Dies bedeutet, dass das Tier das Futter wirksamer verwerten kann. Eine Weise, in der das FCR verringert werden kann, besteht darin, seine Verdaulichkeit durch ein Tier zu verbessern, wodurch der Ernährungsvorteil erhöht wird, den das Tier daraus ableiten kann.
Jedoch gibt es verschiedene Beschränkungen bei der Verdaulichkeit der Ernährungskomponenten eines Futters, wie dessen Stärke-, Fett-, Protein- und Aminosäure-Gehalt. Diese Beschränkungen umfassen:

(i) die Viskosität der Materialien, die im Eingeweide des Tiers anwesend sind; eine derartige Viskosität beruht zumindest teilweise auf löslichen Nicht-Stärke-Polysacchariden, wie gemischt verknüpften β-Glucanen und Arabinoxylanen;
(ii) den Einschluss von Nährstoffen innerhalb der Zellwände des Futters, insbesondere derjenigen der Aleuronschicht in Zerealien. Ein derartiger Einschluss wird durch die hohen Gehalte an Nicht-Stärke-Polysacchariden in den Zellwänden von Zerealien verursacht, die gegenüber einem Abbau durch das Verdauungssystem des Tiers relativ beständig sind. Dies verhindert, dass die Nährstoffe, die innerhalb der Zellen eingeschlossen sind, für das Tier als Ernährung verfügbar sind; und
(iii) einen Mangel an endogener Enzym-Aktivität sowohl des Tiers als auch der Eingeweide-Mikrobenpopulation, insbesondere in einem jungen Tier.

Die vorstehenden Probleme, welche die Verdaulichkeit stören, sind insbesondere im Fall von Futter auf Zerealien-Basis, wie jenem mit einem hohen Weizen-Gehalt, festzustellen.
Aufgrund des Problems einer schlechten Verdaulichkeit von Nährstoffen aus dem Futter ist es normalerweise erforderlich, Futter zu formulieren, die hohe Gehalte an Energie- und Protein-liefernden Materialien enthalten, um die Nahrungsanforderungen der Tiere zu erfüllen.
Es gibt nun umfangreiche Belege, die zeigen, dass die Einverleibung gewisser (ergänzender) Enzyme in Tierfutter auf Zerealien-Basis vorteilhaft sein kann, die Viskosität von im Eingeweide des Tiers vorliegendem Material zu verringern. Diese Verringerung kann durch Enzyme wie Xylanasen erzielt werden, die lösliche Xylane hydrolysieren, wodurch die Viskosität des Nahrungsbreis verringert wird, welche eine bedeutende Beschränkung beim Verdauungsvorgang ist.
Die Xylanasen, die als Ergänzungen zugesetzt werden, müssen bei den pH- und Temperatur-Bedingungen, die im Gastrointestinal (GI)-Trakt des Zieltiers angetroffen werden, stabil und aktiv sein. Wenn sie nicht stabil und aktiv sind, wenn sie derartigen In-vivo-Bedingungen ausgesetzt werden, sind sie nicht in der Lage, die Viskosität des Speisebreis in irgendeinem signifikanten Ausmaß zu verringern. Es ist derzeit bekannt, Xylanasen als Ergänzung in ein Tierfutter einzuschließen, welche von Pilzen wie Trichoderma Iongibrachiatum, Aspergillus niger und Humicola insolens abstammen. Bedford und Classen (The Journal of Nutrition, Bd. 122, S. 560-569) offenbaren, dass es im Fall von Brathühnchen eine signifikante Korrelation zwischen der in vivo gemessenen Viskosität des Speisebreis und der Körpergewichtszunahme und den FCR-Werten gibt. Im Fall von an Geflügel verfüttertem Futter auf Weizen- und Roggen-Basis wurde gezeigt, dass so viel wie 70 – 80 % der Schwankungen der Gewichtszunahme und des FCR allein auf Unterschieden der intestinalen Viskosität beruhen. Dies hebt die Bedeutung der Viskosität des Speisebreis bei Futter auf Zerealien-Basis hervor, das hohe Gehalte an löslichen Arabinoxylanen enthält. Wenn die Viskosität des Speisebreis zunimmt, verringert diese die Verdaulichkeit aller Nährstoffe durch Störung der Diffusion von Pankreas-Enzymen, Substraten und der Endprodukte des Verdauungsvorgangs.
Jedoch wird die Verwendung von Enzym-Ergänzungen, wie Xylanase, in Tierfutter durch die Verarbeitungsanforderungen für körnige Zusätze erschwert. Häufig werden derartige Enzym-Ergänzungen erhalten, indem das Enzym einem physiologisch annehmbaren Träger, wie einer Zerealie, einimprägniert wird. Der imprägnierte Träger wird mit den anderen Komponenten des Futters gemischt und dann zu Würfeln oder Pellets für die direkte Verfütterung an Tiere gepresst. Die Verfahren, die entwickelt worden sind, verwenden relativ hohe Temperaturen. Dies geschieht erstens, um die Effizienz des Herstellungsverfahrens zu verbessern, und zweitens, um Futter zu erzeugen, die frei von schädlichen Bakterien, insbesondere Salmonella, sind. Zusätzlich verbessert die Verwendung von hohen Temperaturen die Qualität und Haltbarkeit der resultierenden Würfel und Pellets, erhöht den Bereich an Bestandteilen, die wirksam gehandhabt werden können und erhöht auch den Gehalt an flüssigen Bestandteilen, wie Fetten und Melassen, die dem Futter einverleibt werden können.
Die Verarbeitungstechniken für Futterkomponenten verwenden derzeit relativ hohe Temperaturen über eine relativ lange Zeitspanne. Weiter wird die Mischung bei der Pelletierung relativ hohen Drücken ausgesetzt, um die Haltbarkeit der gebildeten Würfel oder Pellets zu erhöhen. Eines der Verarbeitungsverfahren, das entwickelt worden ist, um die Ernährungseigenschaften des Futters zu verbessern, ist die Wasserdampf-Pelletierung. Dieses Verfahren umfasst den Schritt der Behandlung des compoundierten Futters mit Wasserdampf, um dessen Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt zu erhöhen. Dieser Schritt wird als Konditionierung bezeichnet. Die Konditionierung dauert von wenigen Sekunden bis zu mehreren Minuten, abhängig von der Art und Formulierung des Futters. Die Temperatur in der Konditioniervorrichtung kann auf 100 °C ansteigen. Danach wird das Futter durch eine Pelletierungsdüse geleitet, die aufgrund von Reibung eine rasche Zunahme seiner Temperatur bewirkt.
Kürzlich ist eine neue Vorrichtung zur Vorbehandlung und Konditionierung von Futtern eingeführt worden, die als Expander bezeichnet wird. Diese Vorrichtung ermöglicht eine aufrechterhaltene Konditionierung unter Druck, gefolgt von einer Pelletierung. Gemäß dieser Technik werden verschiedene Futter-Komponenten, die zuvor einer Wasserdampf-Konditionierung unterzogen worden sind, in eine Kompressionsschnecke eingespeist, in die mehr Wasserdampf eingespritzt wird, und die Masse wird dann einem zunehmenden Druck und einer zunehmenden Schereinwirkung ausgesetzt und dann durch einen variablen Ausgangsspalt gepresst. Das komprimierte Produkt wird nach Verringerung der Teilchengröße in eine Standard-Pelletierungspresse eingespeist. Die Verweilzeit der Futter-Komponenten in dem Expander beträgt etwa 5 – 20 Sekunden, und die erreichte Temperatur kann so hoch wie 145 °C sein. Ein Kompressionsdruck von etwa 3,5 MPa wird erreicht, aber der Aufbau von sowohl Temperatur als auch Druck ist sehr rasch, und beide fallen schnell, wenn das Produkt aus den Austrittsspalt ausgestoßen wird. Die Verwendung von Expandern ist vorteilhaft, da sie schädliche Bakterien, insbesondere Salmonella, wirksam eliminieren. Weiter ist es möglich, vor der Pelletierung relativ hohe Gehalte an Fett und anderen flüssigen Bestandteilen in die Mischung einzuschließen. Zusätzlich hat das Kochen und die Druck/Schereinwirkung eine größere Stärke-Verkleisterung zur Folge.
Leider sind die Hochtemperatur- und Hochdruck-Verarbeitungsbedingungen, die für Expander- und Pelletierungstechnologie charakteristisch sind, insbesondere, wenn sie unter den feuchten Bedingungen angewendet werden, auf die man normalerweise bei der Pelletierung trifft, für gewisse Futterkomponenten potentiell zerstörerisch. Dies ist insbesondere für alle Enzyme, einschließlich Xylanasen, die anwesend sind, wahr. So wiesen die Enzyme des Standes der Technik allgemein das Problem auf, dass sie unter den Verarbeitungsbedingungen von kommerziellen Pelletierungsvorgängen nicht ausreichend stabil sind, um eine wirtschaftliche Verwendung derartiger Pelletierungstechniken zu ermöglichen.
Obwohl Teillösungen des Problems der Enzymstabilität während der Futterverarbeitung verfügbar sind, löst demnach keine von ihnen das Problem auf eine vollständig wirksame Weise.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine neue Xylanase mit einer signifikanten Aktivität bei niedrigem pH und hoher Temperatur bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, verbesserte Mittel zur Behandlung von Futterkörnern zur Verbesserung von deren Verdaulichkeit bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine gereinigte Xylanase bereitgestellt, welche durch die folgenden physikalischen Eigenschaften gekennzeichnet ist: ein pH-Optimum von etwa 3,6 bis 4,2, ein Molekulargewicht von etwa 50 – 55 kD, wie durch Gelfiltration bestimmt, ein Temperaturoptimum von etwa 70 – 80 °C und einen pI von etwa 6,0 – 6,5. Vorzugsweise stammt die Xylanase von Acidothermus sp., bevorzugter von Acidothermus cellulolyticus und am bevorzugtesten von Acidothermus cellulolyticus ATCC 43068 ab.
In einer Verbindungs-Ausführungsform der Erfindung wird eine gereinigte Xylanase-Verbindung bereitgestellt, wobei die Xylanase von Acidothermus sp. abstammt und ein pH-Optimum von etwa 3,6 bis etwa 4,2, ein Molekulargewicht von etwa 50 – 55 kD, wie durch Gelfiltration bestimmt, ein Temperaturoptimum von etwa 70 – 80 °C und einen pI von etwa 6,0 – 6,5 aufweist.
In einer weiteren Zusammensetzungs-Ausführungsform der Erfindung wird ein Futterzusatz bereitgestellt, in dem der Futterzusatz eine Xylanase umfasst, die von Acidothermus sp. abstammt und ein pH-Optimum von etwa 3,6 bis 4,2, ein Molekulargewicht von etwa 50 – 55 kD, wie durch Gelfiltration bestimmt, ein Temperaturoptimum von etwa 70 – 80 °C und einen pI von etwa 6,0 – 6,5 aufweist.
In einer weiteren Verfahrensausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Futterzusatz, der eine von Acidothermus sp. abstammende Xylanase umfasst, wie in Anspruch 1 angegeben, zur Verbesserung der Qualität von Tierfutter auf Körner-Basis verwendet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulich die Temperaturabhängigkeit der Aktivität von Xylanase gemäß der Erfindung bei RBB-Xylan bei einem pH von 4,5 über 10 Minuten;
2 veranschaulicht die Halbwertszeit von Xylanase, die in einem Temperaturbereich behandelt wird.
3 veranschaulicht die relative Aktivität von Xylanase der Erfindung in einem pH-Bereich und zeigt das pH-Optimum;
4 veranschaulicht die Stabilität von Xylanase der Erfindung im Lauf der Zeit nach Behandlung bei einem pH von 3,3.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine gereinigte Xylanase bereitgestellt, die durch die folgenden physikalischen Eigenschaften charakterisiert ist: ein pH-Optimum von etwa 3,6 bis 4,2, ein Molekulargewicht von etwa 50 – 55 kD, wie durch Gelfiltration bestimmt, einen pI von etwa 6,0 bis 6,5 und ein Temperaturoptimum von etwa 70 – 80 °C. Vorzugsweise stammt die Xylanase von Acidothermus sp., bevorzugter von Acidothermus cellulolyticus und am bevorzugtesten von Acidothermus cellulolyticus ATCC 43068 (hinterlegt bei der American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland, USA 20852) ab. Acidothermus cellulolyticus ist taxonomisch in Int. J. Systematic Bact., Bd. 36, S. 435-443 (1986) und im U.S Patent Nr. 5,366,884 beschrieben, welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Xylanase, die von Acidothermus sp. und bevorzugt von Acidothermus cellulolyticus abstammt, bei der Herstellung eines Tierfutters auf Zerealien-Basis verwendet. In einem derartigen Futter auf Zerealien-Basis ist die Zerealie bevorzugt mindestens eine aus Weizen, Gerste, Mais, Sorghum, Roggen, Hafer, Triticale und Reis. Es wird besonders bevorzugt, dass die Zerealie Weizen ist.
Das Futter auf Zerealien-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung kann Tieren wie Truthähnen, Gänsen, Enten, Schafen und Kühen verfüttert werden. Es wird jedoch besonders bevorzugt, dass das Futter Schweinen und Geflügel und insbesondere Brathühnchen verfüttert wird. Das Futter auf Zerealien-Basis umfasst bevorzug 0,00001 – 10 g Xylanase-Protein pro Kilo des Futters, bevorzugter schließt es etwa 0,0001 – 1 g Xylanase-Protein pro Kilo des Futters und am bevorzugtesten etwa 0,001 – 0.1 g Xylanase-Protein pro Kilo des Futters ein. Das Futter auf Zerealien-Basis umfasst mindestens 20 Gew.-% Zerealie. Bevorzugter sollte es mindestens 30 Gew.-% der Zerealie und am bevorzugtesten mindestens 50 % Gew.-% der Zerealie einschließen. Bei der Zerealie kann es sich um irgendeine der vorstehend erwähnten handeln, wobei Weizen besonders bevorzugt ist.
Obwohl die Zerealien-Komponente eines Futters auf Zerealien-Basis eine Proteinquelle darstellt, ist es gewöhnlich notwendig, Quellen von ergänzendem Protein in das Futter einzuschließen, wie jene, die von Fischmehl, Fleischmehl oder Pflanzen abstammen. Quellen von Pflanzenproteinen umfassen mindestens eines aus Vollfett-Sojabohnen, Rapssamen, Canola, Sojabohnenmehl, Rapssamenmehl und Canolamehl. Verglichen mit herkömmlichen Futtern kann die relative Menge der zusätzlichen Proteinquellen, wie Fischmehl, Fleischmehl oder Pflanzenprotein, verringert werden, wenn man die Lehre der vorliegenden Erfindung übernimmt, was signifikante Kosteneinsparungen zur Folge hat. Dies ist der Fall, da die relativen Kosten von Zerealien signifikant geringer sind als diejenigen von herkömmlichen Protein-Ergänzungen. Im Hinblick darauf kann gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ein Futter hergestellt werden, das den gleichen Nährwert bezüglich verfügbarer Energie, verfügbaren Aminosäuren und verfügbarem Protein aufweist wie herkömmliches Futter, das aber einen höheren relativen Anteil an Zerealie und einen niedrigeren relativen Anteil an Protein-Ergänzungen einschließt. Es wird auch gefunden, dass der Einschluss einer thermostabilen Xylanase in ein Tierfutter die Wirkung besitzt, dass verringerte Konzentrationen an Energie-Ergänzungen, wie Fetten und Ölen, eingeschlossen werden müssen, um ein Futter mit einem gewissen Maß an Qualität zu erzielen.
Der Einschluss einer thermostabilen Xylanase in ein Tierfutter gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass der Rohprotein-Wert und/oder die Verdaulichkeit und/oder der Aminosäure-Gehalt und/oder die Verdaulichkeits-Koeffizienten des Futters erhöht werden, was eine Verringerung der Mengen an alternativen Proteinquellen und/oder Aminosäure-Ergänzungen ermöglicht, die früher erforderliche Bestandteile von Tierfuttern waren. Wenn der Protein-Verdaulichkeitskoeffizient und/oder der Gehalt an verfügbarem Rohrprotein von Weizen durch den Zusatz der thermostabilen Xylanase erhöht wird, können Haupteinsparungen bei den verringerten Konzentrationen an Protein- und/oder Energie-Ergänzungen gefunden werden, die herkömmlich zugesetzt werden mussten. Alternativ werden, wenn nur der Aminosäure-Gehalt oder die Verdaulichkeits-Koeffizientenwerte durch den Zusatz der thermostabilen Xylanase erhöht werden, die Haupteinsparungen bei den verringerten Anteilen an Aminosäure-Ergänzungen gefunden, welche herkömmlich den Futtern zugesetzt werden mussten.
Das Futter, das von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, kann auch andere Enzym-Ergänzungen einschließen, wie eine oder mehrere aus β-Glucanase, Glucoamylase, Mannanase, α-Galactosidase, Phytase, Lipase, α-Arabinofuranosidase, Protease, α-Amylase, Esterase, Oxidase, Oxido-Reduktase und Pektinase. Es wird besonders bevorzugt, eine Protease als weitere Enzym-Ergänzung einzuschließen, wie ein Subtilisin, das von der Gattung Bacillus abstammt. Derartige Subtilisine sind zum Beispiel in Einzelheiten im U.S. Patent Nr. 4,760,025 beschrieben.
Ein geeignetes Futter gemäß der vorliegenden Erfindung kann erhalten werden, indem man einen Futterzusatz, der einen physiologisch annehmbaren Träger und die thermostabile Xylanase umfasst, herstellt und dann diesen Zusatz in Mengen von 0,01 bis 50 g pro Kilogramm mit den anderen Komponenten mischt, die das Tierfutter ausmachen (einschließlich der Zerealie und anderer Quellen von Protein-Ergänzung), bevorzugter 0,1 – 10 g/kg und am bevorzugtesten etwa 1 g/kg.
Der physiologisch annehmbare Träger in diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt eine Zerealie oder stammt von einer Zerealie ab. Derartige Zerealien umfassen gemahlenen Weizen, Mais, Soja, Zucker, Stärken oder ein Nebenprodukt irgendeines oder irgendeiner von diesen. Derartige Träger sind auf diesem technischen Gebiet herkömmlich und werden deshalb nicht in weiterer Einzelheit beschrieben.
Der Futterzusatz gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird mit anderen Futter- Komponenten vereinigt, um ein Futter auf Zerealien-Basis zu produzieren. Derartige andere Futterkomponenten umfassen eine oder mehrere andere (bevorzugt thermostabile) Enzym-Ergänzungen, Vitamin-Futterzusätze, Mineral-Futterzusätze und Amino-Futterzusätze. Der resultierende (kombinierte) Futterzusatz, der möglicherweise mehrere verschiedene Arten von Verbindungen einschließt, kann dann in einer geeigneten Menge mit den anderen Futter-Komponenten, wie Zerealie und Protein-Ergänzungen, gemischt werden, um ein Tierfutter zu bilden. Die Verarbeitung dieser Komponenten zu einem Tierfutter kann unter Verwendung irgendeiner der derzeit verwendeten Verarbeitungsvorrichtungen, wie einer Doppelpelletierungsmaschine, einer Wasserdampf-Pelletiervorrichtung, einem Expander oder einem Extruder, durchgeführt werden.
Die Anwesenheit der thermostabilen Xylanase in dem resultierenden Futter auf Zerealien-Basis weist die Wirkung der Verringerung von dessen FCR auf. Die Xylanase kann alternativ oder zusätzlich die Verdaulichkeit des Futters auf Zerealien-Basis erhöhen. Weiter kann der Einschluss der Xylanase zusätzlich oder alternativ die Rate der Körpergewichtszunahme in einem Tier pro Mengeneinheit Futter erhöhen, welche das Tier aufnimmt.
Weiter können die Xylanasen der vorliegenden Erfindung Anwendung bei der Verbesserung der Delignifizierung und/oder des Bleichens von Zellstoff gemäß auf diesem Gebiet anerkannten Techniken finden. Das Verfahren umfasst das In-Kontakt-Bringen des Zellstoffs mit Xylanase des ganzen Überstands oder einer oder mehreren der oben beschriebenen gereinigten Xylanasen und hängt von Faktoren wie dem pH, der Temperatur, der Behandlungszeit, der Enzymdosierung und der Menge und der Art des Zellstoffs ab.
Das obige Verfahren sollte bei einer Temperatur und einem pH durchgeführt werden, der die Enzymaktivität verstärkt. Die Temperaturen können im Bereich von etwa 50 – 90 °C liegen, wobei 70 bis 85 °C bevorzugt sind. Der bevorzugte pH des Verfahrens liegt im Bereich von etwa 5 – 11, bevorzugt von etwa, am bevorzugtesten bei über 7 bis etwa 9. Es ist für die gereinigten Xylanasen der vorliegenden Erfindung charakteristisch, dass sie über einen breiten alkalischen pH-Bereich aktiv sind sowie eine hohe Aktivität im bevorzugten pH-Bereich von etwa 7 bis etwa 9 aufweisen.
Die bevorzugte Behandlungszeitspanne für die Anwendung der gereinigten Xylanasen der vorliegenden Erfindung beträgt etwa 30 Minuten bis etwa 4 Stunden, abhängig von Faktoren wie z.B. den gewünschten Ergebnissen, der Menge und der Qualität des behandelten Zellstoffs und der Konzentration des Enzyms.
Eine geeignete Enzymdosis beträgt etwa 0,10 bis 200 Einheiten/g trockener Zellstoff, bevorzugter 0,50 bis 50 Einheiten/g. Die Xylanase-Aktivität der Enzym-Präparate wird wie folgt bestimmt: zu 1,8 ml Xylan-Lösung (0,6 % Sigma Nr. X-0627, hergestellt in 0,05 M Natriumacetat-Puffer und mit Essigsäure auf pH 5,3 eingestellt) werden 0,200 ml geeignet verdünntes Enzym in dem gleichen Puffer gegeben. Die Lösung wird genau 30 Minuten bei 40 °C inkubiert. Die Reaktion wird dann durch Zugabe von 3 ml DNS-Reagens (3,5-Dinitrosalicylat 10 g/l; Na,K-Tartrat 300 g/l) gestoppt, und die Farbe wird durch fünfminütiges Kochen der Probe entwickelt. Die Extinktion wird dann bei einer Wellenlänge von 540 nm gemessen. Eine Enzym-Einheit setzt unter Assay-Bedingungen ein Mikromol reduzierende Zucker, berechnet als Xylose, pro Minute frei. Die Aktivität wird aus einer Enzym-Verdünnung berechnet, die 4 Mikromol reduzierenden Zucker unter Assay-Bedingungen freisetzt.
Die gereinigte Xylanase gemäß der vorliegenden Erfindung kann angewendet werden, um irgendeinen einer großen Vielfalt von verarbeiteten Zellstoffen, d.h. Zellstoffen, die bereits zuvor auf irgendeine einer Vielfalt von Weisen behandelt worden sind, um deren Lignin-Gehalt zu verringern, zu veredeln oder um zu der Veredelung beizutragen, und sie werden wie oben beschrieben behandelt, um die Lignin-Entfernung durch chemische Verfahren weiter zu verbessern. Die vorliegende Xylanase kann zur Behandlung von Hartholz- und Weichholz-Kraft-Zellstoffen verwendet werden, um die Lignin-Entfernung zu verbessern und die Zellstoffe aufzuhellen. Die Xylanase gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere auf chemische Zellstoffe anwendbar, d.h. jene, in denen die Lignin-Komponente chemisch durch verschiedene chemische Behandlungen, wie in den Sulfat- (Kraft-) Verfahren und in der Sauerstoff-Delignifizierung, chemisch modifiziert worden ist, und wird bevorzugt auf Kraft-Zellstoffe angewendet. Die Enzyme der vorliegenden Erfindung können auf den Zellstoff nach Kraft-Aufschluss oder Sauerstoff-Delignifizierung, aber vor dem Bleichen angewendet werden. In dem Fall, in dem sowohl Kraft-Aufschluss als auch Sauerstoff-Delignifizierung bei demselben Zellstoff durchgeführt werden, kann das Enzym nach dem Kraft-Aufschluss, vor der Sauerstoff-Delignifizierung oder nach der Sauerstoff-Delignifizierung angewendet werden. Die vorliegende Xylanase ist auch auf Ozon-gebleichte Zellstoffe anwendbar.
Der resultierende Zellstoff wird behandelt, um die freisetzbare Lignin-Komponente unter Verwendung eines geeigneten Extraktionsmittels zu entfernen. Weiter kann der Zellstoff, der mit den Enzymen der vorliegenden Erfindung behandelt worden ist, anschließend mit Lignin-abbauenden Chemikalien, wie Chlor, Chlordioxid und Peroxid, behandelt werden und weiter mit einem geeigneten Extraktionsmittel extrahiert werden. Darüber hinaus kann der mit Enzym behandelte Zellstoff mit einem geeigneten Extraktionsmittel behandelt werden, gefolgt von einem Lignin-Abbau und einer Endbehandlung mit einem geeigneten Extraktionsmittel. Derartige Extraktionsmittel lösen im Wesentlichen die beeinflusste Lignin-Komponente, und geeignete Extraktionsmittel umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Basen, wie Alkalimetallhydroxid (E), DMF, Dioxan, Aceton und Alkohol. Die Hydroxid-Extraktionen können mit Wasserstoffperoxid (E_p) oder Sauerstoff (E_o) kombiniert werden. Der resultierende Zellstoff kann dann weiter durch eine chemische Bleichsequenz, wie Chlordioxid (DED) oder Peroxid (P-P), zu der gewünschten Helligkeit gebleicht werden, wodurch wesentlichen Einsparungen an Chemikalien beobachtet werden, verglichen mit Zellstoff, der durch die gleiche Sequenz zu der gleichen Helligkeit, aber ohne Verwendung der Enzym-Behandlung, gebleicht wird. Die Verringerung von Chlorhaltigen Chemikalien oder Peroxid ist auf eine solche Weise erzielbar. Zusätzlich kann man mittels der Durchführung eines derartigen Verfahrens mit den oben dargestellten Enzymen die gleiche Menge an Bleichchemikalien auf den Zellstoff anwenden und eine noch größere Helligkeit des behandelten Zellstoffs erzielen.
Zusätzliche Anwendungen der vorstehend beschriebenen gereinigten Enzyme oder des ganzen Xylanase-Überstands, der Xylanasen der vorliegenden Erfindung enthält, sind in einer Vielfalt von industriellen Umgebungen möglich. Beispielsweise können die gereinigten Xylanasen oder ganzer Xylanase-Überstand verwendet werden, um enzymatisch Landwirtschaftsabfälle für die Produktion von Alkoholtreibstoffen und anderen wichtigen Industriechemikalien abzubauen, oder als Komponente in einer Detergens-Zusammensetzung verwendet werden.
BEISPIELE
Beispiel 1
Reinigung von Acidothermus-Xylanase
Acidothermus cellulolyticus ATCC 43068 wurde von der American Type Culture Collection in Rockville Md erhalten. Ein Kultur-Filtrat wurde erhalten, indem man den Stamm in einem Medium, welches enthielt: Henssen-Medium (Henssen-Medium (g/L))

K₂HPO₄ 0,2 g

MgSO_4.·7H₂O 0,3 g

CaCO₃ 0,2 g

FeSO_4.·7H₂O 0,005 g

Hefeextrakt 0,1 g

Casaminosäure 0,1 g

NH₄NO₃ 0,2 g

Harnstoff 0,1 g

Asparagin 0,25 g

Casein 0,2 g

pH 5,5

mit dem Zusatz von Haferspelzenxylan (1 %) bei einem pH von 5,5 und einer Temperatur von 55 – 60 °C in einem 250 ml-Erlenmeyer-Kolben bei 100 U/min über 6 – 8 Tage kultivierte. Der Kulturüberstand wurde einer Ultrafiltration unterzogen, um den Überstand einschließlich extrazellulären Xylanase-Enzyms zu konzentrieren, wobei das Pellet verworfen wurde. Wie nachstehend beschrieben, umfasste der Überstand eine signifikante Xylanase-Aktivität.
Beispiel 2
Bestimmung der Charakteristika von Acidothermus-Xylanase
Gereinigte Xylanase, erhalten wie oben in Beispiel 1 beschrieben, wurde verwendet, um die Charakteristika der Xylanase zu erhalten.
MOLEKULARGEWICHT
Der Kulturüberstand, der Xylanase-Aktivität enthielt, wurde 4X unter Verwendung von Centriprep-3-Ultrafiltrationszellen konzentriert (Amicon, wie gemäß Hersteller-Anweisungen). Unter Verwendung eines Pharmacia FPLC-Systems wurde 1 ml konzentriertes Material auf zwei Gelfiltrationssäulen aufgetragen, die Tandem-verbunden waren (Pharmacia Superdex G-200 10/30, gefolgt von Pharmacia Superdex G-75 10/30) und mit 100 mM NaCl-50 mM Citrat/Phosphat-Puffer, pH 6,0, äquilibriert worden waren. Die Durchflussgeschwindigkeit betrug 0,5 ml/min., die UV-Absorption wurde bei 280 nm überwacht, 1 ml-Fraktionen wurden gesammelt.
Die Fraktionen wurden wie folgt auf die Xylanase-Aktivität getestet: Die Anwesenheit von Xylanase wurde unter Verwendung eines Remazol-Brillant-Blau-gefärbten Birkenholz-Xylan (RBB-Xylan, Megazyme, Australien) -Substrats bestimmt. 50 μl-Proben werden mit 400 μl Substrat-Lösung (1,25 [Gew./Vol.] RBB-Xylan in 50 mM Natriumacetat, pH 4,5) gemischt und 10 Minuten bei 40 °C inkubiert.
Unverdautes Xylan wird durch Zugabe von 1 ml 95 %-igem Ethanol gefällt und durch Zentrifugation entfernt. Freigesetzter Farbstoff, der in Lösung verbleibt, wird durch Spektrophotometrie (OD₅₉₀) quantifiziert und ist proportional zur Xylanase-Aktivität. Die Aktivität kann unter Verwendung einer Standardkurve quantifiziert werden und wird als XAE/ml (Xylanase-Aktivitäts-Einheiten pro Milliliter) mitgeteilt. Man fand, dass die Xylanase-Aktivität unter Verwendung dieses Systems nach 42 Minuten eluierte. Pharmacia-Gelfiltrationsstandards mit niedrigem Molekulargewicht (1,25 mg/ml) wurden unter Verwendung der obigen Bedingungen auf das System aufgetragen, und die Elutionsergebnisse wurden verwendet, um eine Molekulargewichts-Standardkurve zu schaffen. Die Elution von Acidothermus-Xylanase entsprach einem Molekulargewicht zwischen 50 – 55 Kilodalton, (etwa 52,9 Kilodalton) im Vergleich zur Standardkurve.
ISOELEKTRISCHER PUNKT
Ein Gelüberlagerungsverfahren wurde verwendet, um den isoelektrischen Punkt (pI) von Acidothermus-Xylanase zu bestimmen. Eine isoelektrische Fokussierung (IEF) von Kulturüberstand, der Xylanase-Aktivität enthielt, wurde unter Verwendung eines PhastSystem (Pharmacia) gemäß den Anweisungen des Herstellers durchgeführt. IEF-Gele, pH 3 – 9, wurden mit einer geschmolzenen Agarose-Substrat-Suspension (0,4 % (Gew./Vol.) Agarose, 7 mg/ml RBB-Xylan, 0,5 % (Gew./Vol.) Glycerol in 50 mM Natriumacetat, pH 4,5) überschichtet und bei 37 °C inkubiert. Nach 1 Stunde wurde die Xylanase-Aktivität als eine Klärungszone sichtbar. Man ließ die Gele vollständig trocknen und bewahrte sie auf. Der pI von Xylanase wurde durch Vergleich mit identisch laufen gelassenen IEF-Gelen bestimmt, die mit Silber angefärbte pI-Marker enthielten (breites pI-Kit pH 3,5 – 9,3, Pharmacia Biotech). Die Sichtbarmachung der Proteine geschah durch PhastSystem-Entwicklungs-Silberfärbung gemäß Anweisungen.
pH- UND TEMPERATURPROFIL
Enzymproben wurden unter Verwendung des oben in diesem Beispiel beschriebenen RBB-Xylan-Assays getestet. Das pH-Profil der gereinigten Xylanase wurde bestimmt, indem man den RBB-Assay bei pHs von 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 6,0 und 7,0 durchführte. Wie in 2 gezeigt, weist die gereinigte Xylanase unter den Bedingungen des Assays ein pH-Optimum von etwa 3,6 – 4,2 auf.
Das Temperaturprofil der Xylanase wurde bestimmt, indem man den RBB-Xylan-Assay bei pH 4,5 und einer Temperatur von 37 °C, 55 °C, 65 °C, 70 °C und 80 °C über eine Zeitspanne von 10 Minuten durchführte. Wie in 1 gezeigt, weist die gereinigte Xylanase unter den Bedingungen des Assays eine optimale Temperatur zwischen etwa 70 bis 80 °C auf.
THERMOSTABILITÄT
Getrennte Proben von gereinigter Xylanase wurden bei Temperaturen von 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C oder 90 °C inkubiert. Aliquoten wurden in gewissen Zeitabständen entnommen, um die Aktivität der Xylanase nach einer gegebenen Inkubationszeit bei der gegebenen Temperatur zu bestimmen. Die Aliquoten wurden gemäß dem RBB-Xylan-Assay bei 60 °C, pH 4,5 und einer Zeit von 10 Minuten auf Aktivität getestet, und die Halbwertszeit der Xylanase bei den Inkubationstemperaturen wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in 2 gezeigt. Die Halbwertszeiten bei 70 °C und 75 °C unter den Bedingungen des Experiments waren größer als 24 Stunden.
STABILITÄT BEI NIEDRIGEM pH
Eine gereinigte Probe von Xylanase, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurde mit Natriumhydroxid auf einen pH von 3,3 eingestellt und bei RT inkubiert. Die Aktivität der Probe wurde nach 30, 60, 90 und 120 Minuten unter Verwendung des oben beschriebenen RBB-Assays bei 65 °C, pH 4,5, über 10 Minuten gemessen. Wie in 4 gezeigt, verblieb ein signifikanter Anteil der Aktivität der Xylanase nach 2 Stunden bei niedrigem pH.
Beispiel 3
Behandlung von Tierfutter mit Acidothermus-Xylanase
Der für die Xylanase-Aktivität verwendete Assay war ein in Viskositäts-verringernder In-vitro-Assay unter Verwendung von Weizen-Arabinoxylan als viskosem Substrat unter Bedingungen, welche jene nachahmen, die im GI-Trakt eines Tiers gefunden werden. Ein derartiger In-vitro-Assay dient als Richtlinie, ob eine Xylanase (oder Mischung von Xylanasen) die gewünschte Wirkung der Verringerung der Viskosität von Speisebrei aufweisen würde, wenn sie als Ergänzung in einem Tierfutter verwendet würde. Die Aktivität wurde wie folgt bestimmt:
Eine Einheit Xylanase-Aktivität ist die Enzymmenge, die ein 1 μMol reduzierende Zucker (ausgedrückt als Xylose-Äquivalente) in einer Minute unter den beschriebenen Bedingungen aus dem Substrat freisetzt.
Reagenzien
1. 1 % (Gew./Vol.) Xylan-Substrat
Man gebe 10 ml 0,5 M Natriumhydroxid zu 1,0 g Xylan (Fluka 95590). Man mische 30 Minuten mit einem Magnetrührer. Man gebe etwa 40 ml 0,05 M Natriumacetat-Puffer, pH 6,5, dazu. Man stelle den pH mit 1 M Essigsäure auf 6,5 ein. Man fülle mit 0,05 M Natriumacetat-Puffer, pH 6,5, auf 100 ml auf. Das Substrat sollte die ganze Zeit gemischt werden, wenn es verwendet wird.
2. 1 M Essigsäure
Man pipettiere 5,7 ml Eisessig in einen Messkolben und fülle mit destilliertem Wasser auf 100 ml auf.
3. 0,05 M Natriumacetat-Puffer, pH 6,5

A. Man löse 4,1 g Natriumacetat in destilliertem Wasser und fülle mit destilliertem Wasser auf 1000 ml auf.
B. Man löse 3,0 g Eisessig in destilliertem Wasser und fülle mit destilliertem Wasser auf 1000 ml auf.

Man stelle den pH der Lösung A mit der Lösung B auf pH 6,5 ein.
4. Dinitrosalicylsäure (DNS)-Reagens
Man suspendiere 20,0 g 3,5-Dinitrosalicylsäure in etwa 800 ml destilliertem Wasser. Man gebe allmählich unter fortwährendem Rühren 300 ml Natriumhydroxid-Lösung (32,0 g NaOH in 300 ml destilliertem Wasser) dazu. Man erwärme die Suspension in einem Wasserbad (die Temperatur darf +48 °C nicht überschreiten), während man rührt, bis die Lösung klar ist. Man gebe allmählich 600 g Kaliumnatriumtartrat dazu. Man erwärme die Lösung (die Temperatur darf +48 °C nicht überschreiten), falls erforderlich, bis die Lösung klar ist.
Man fülle mit destilliertem Wasser auf 2000 ml auf und filtriere durch ein grobes Sinterglasfilter. Man bewahre in einer dunklen Flasche bei Raumtemperatur auf. Das Reagens ist maximal 6 Monate stabil.
Verfahren
1. Enzymprobe
1 ml Enzym-Verdünnung (in 0,05 M Natriumacetat-Puffer, pH 6,5) wird bei +50 °C äquilibriert. Man gebe 1 ml Xylan-Substrat dazu, rühre und inkubiere genau 30 Minuten lang bei +50 °C. Man gebe 3 ml DNS-Reagens dazu, rühre und koche die Reaktionsmischung genau 5 Minuten lang. Man kühle die Reaktionsmischung in einem kalten Wasserbad auf Raumtemperatur ab und messe die Extinktion bei 540 nm gegen destilliertes Wasser.
2. Enzym-Blindprobe
Man inkubiere 1 ml Xylan-Substrat 30 Minuten lang bei +50 °C. Man gebe 3 ml DNS-Lösung dazu und rühre. Man gebe 1 ml Enzym-Verdünnung (in 0,05 M Natriumacetat-Puffer, pH 6,5) dazu und rühre.
Man koche die Mischung genau 5 Minuten lang. Man kühle die Reaktionsmischung in einem kalten Wasserbad auf Raumtemperatur ab und messe die Extinktion bei 540 nm gegen destilliertes Wasser.
Der Extinktionsunterschied zwischen der Enzymprobe und der Enzym-Blindprobe sollte 0,3 – 0,5 betragen.
3. Standardkurve
Man stelle Standardlösungen aus wasserfreier Xylose in 0,05 M Natriumacetat-Puffer, pH 6,5, her. Die Xylose-Konzentration in den Standards sollte 0,05 – 0,5 mg/ml betragen. Man pipettiere 1 ml Standardlösung, 1 ml Xylan-Substrat und 3 ml DNS-Reagens in ein Reagensglas. Man rühre und koche genau 5 Minuten lang. Man kühle in einem kalten Wasserbad auf Raumtemperatur ab und messe die Extinktion bei 540 nm gegen eine Standard-Blindprobe. In der Standard-Blindprobe ist die Xylose-Lösung durch 1 ml 0,05 M Natriumacetat-Puffer, pH 6,5, ersetzt. Ansonsten wird die Standard-Blindprobe wie der Xylose-Standard behandelt.
Man trage die Xylose-Konzentration als Funktion der Extinktion auf. Für jedes neue DNS-Reagens wird eine neue Standardkurve erstellt.
Berechnung
Die Xylase-Aktivität der Probe wird gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
worin:

A(X): = Extinktion der Enzymprobe
A(O): = Absorption der Enzym-Blindprobe
k: = Steigung der Standardkurve
C₀: = Achsenabschnitt der Xylose-Standardkurve
1000: = Faktor, mMol → μMol
Df: = Verdünnungsfaktor (ml/g)
MW_xyl: = Molekulargewicht von Xylose (150,13 mg/mMol)
t: = Reaktionszeit (30 Minuten)

Der Viskositäts-Verringerungs-Assay, der verwendet wird, um die Fähigkeit einer Xylanase zu messen, die Viskosität zu verringern, wurde wie folgt durchgeführt. Der Assay wird in allen Fällen in zweifacher Ausführung durchgeführt.
Das zu testende Xylanase-Enzym wird mit 0,1 M Na-Phosphat-Puffer mit einem pH von 6,5 verdünnt, um die Xylanase-Konzentration so einzustellen, dass die resultierende Lösung eine Xylanase-Aktivität von 1,0 Einheiten pro ml besitzt. Eine derartige Xylanase-Aktivität wird gemäß dem oben in Einzelheiten beschriebenen Assayverfahren für die Xylanase-Aktivität bestimmt.
100 μl der Enzym-Lösung wurden zu 400 μl einer Lösung von Weizen-Arabinoxylan (erhalten von Megazyme Pty) in 0,1 M Na-Phosphat bei pH 6,5 in einem Glasreagensröhrchen gegeben, so dass die Endkonzentration an Enzym in der resultierenden Lösung 0,2 E/ml betrug und diejenige des Weizen-Arabinoxylans 1,0 % Gew./Gew. betrug.
Die Reagensgläser, welche die Lösungen enthielten, wurden dann verschlossen und für eine gewisse Zeitspanne, typisch 1 Minute oder 5 Minuten, in ein Wasserbad gegeben, das bei 95 °C eingestellt war. Nach dieser Wärmebehandlung wurden die Reagensgläser in einem Eiswasserbad gekühlt. Die Viskosität der resultierenden Lösung wurde bei einer Temperatur von 40 °C unter Verwendung eines Brookfield DV-II, CP 40-Viskosimeters gemessen, das so programmiert war, dass es die Viskosität einmal pro Sekunde maß. Die in Tabelle 1 gezeigten Zahlen sind Viskositätsmessungen nach 20-minütiger Inkubation. Xylanase aus Acidothermus cellulolyticus wurde mit Xylanase aus Aspergillus niger und Trichoderma viride verglichen, zwei wohlbekannten Zusätzen für Futter. Die Ergebnisse waren wie folgt.
Tabelle I
Wie in Tabelle I gezeigt, hatte die Einwirkung einer Temperatur von 95 °C über 1 Minute im Wesentlichen keine Erhöhung des Viskositätsniveaus bei Xylanase, die von Acidothermus cellulolyticus abstammte, zum Ergebnis, während bei den Xylanasen aus Aspergillus niger und Trichoderma viride signifikante Erhöhungen der Viskosität gezeigt wurden. Ähnlich war die Erhöhung der Viskosität von Xylanase aus Acidothermus cellulolyticus nach 5-minütiger Einwirkung einer Temperatur von 95 °C weniger als die Hälfte derjenigen der Xylanasen, die von Aspergillus niger and Trichoderma viride abstammten.
Natürlich sollte verstanden werden, dass ein großer Bereich von Änderungen und Abwandlungen bei den oben beschrieben bevorzugten Ausführungsformen vorgenommen werden kann. Es ist deshalb beabsichtigt, dass verstanden wird, dass es die folgenden Ansprüche sind, einschließlich aller Äquivalente, welche den Bereich der Erfindung definieren.

Claims

Gereinigte Xylanase mit einem pH-Optimum von etwa 3,6 bis 4,2, einem Molekulargewicht von etwa 50 – 55 kD, wie durch Gelfiltration bestimmt, einem Temperaturoptimum von etwa 70 – 80°C und einem isoelektrischen Punkt von etwa 6,0 – 6,5, wobei die Xylanase von Acidothermus cellulolyticus abstammen kann.
Gereinigte Xylanase nach Anspruch 1, wobei die Xylanase von Acidothermus cellulolyticus ATCC 43068 abstammen kann.
Futter auf Zerealien-Basis, das mindestens 20 Gewichts-% Zerealie und etwa 0,00001 bis etwa 10 Gramm Xylanase-Protein pro kg Futter umfasst, wobei das Xylanase-Protein, wenn es gereinigt ist, der Xylanase nach irgendeinem der Ansprüche 1 – 2 entspricht.
Futter auf Zerealien-Basis nach Anspruch 3, in dem die Zerealie mindestens eine aus Weizen, Gerste, Mais, Sorghum, Roggen, Hafer, Triticale und Reis ist.
Futterzusatz, umfassend einen physiologisch annehmbaren Träger und eine Xylanase, welche, wenn sie gereinigt ist, der Xylanase nach irgendeinem der Ansprüche 1 – 2 entspricht.
Futterzusatz nach Anspruch 5, in dem der Träger eine Zerealie ist oder von einer Zerealie abstammt.
Futterzusatz nach Anspruch 6, in dem der Träger gemahlener Weizen, gemahlener Mais, gemahlene Soja oder ein Nebenprodukt von irgendeinem derselben ist.
Verfahren zur Erhöhung der Verdaubarkeit eines Tierfutters auf Zerealien-Basis oder zur Erniedrigung seines FCR, umfassend den Schritt der Zugabe einer Xylanase zu dem Futter, welche, wenn sie gereinigt ist, der Xylanase nach irgendeinem der Ansprüche 1 – 2 entspricht.