黑曲霉变种RM48 α 半乳糖苷酶的分离纯化及其酶学性质研究

    经硫酸铵沉淀、疏水柱层析和分子筛层析,从黑曲霉变种RM48(Aspergillus niger v.Tiegh RM48)固体发酵后的浸提液中分离纯化了α-半乳糖苷酶.SDS-PAGE分析表明,此酶蛋白的分子量约为108 kDa.酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度是60℃,耐热温度为40℃:最适反应pH为4.5,在pH 3.0～6.0之间保持90%以上的酶活性;在实验的金属离子范围内,所有金属离子对黑曲霉变种RM48α-半乳糖苷酶均有抑制作用,其中Cu2+和Fe2+抑制作用最为显著,Li2+、Zn2+、Mn2+、K+、Na+、Ca2+,Mg2+和Co2+对酶活性有轻微的抑制作用.在pH 4.0和60℃反应条件下此酶的Km为7.37mm01·L-1,Vmax为5618 IU·mg-1·min-1.成熟酶蛋白N端序列为DEKAYSPCYY,与已报道的α-半乳糖苷酶蛋白无同源性.     

黑曲霉液体发酵产α-半乳糖苷酶发酵条件优化

[目的]优化黑曲霉液体发酵产α-半乳糖苷酶的发酵条件。[方法]采用单因素试验和正交试验相结合的方法优化了黑曲霉液体发酵产α-半乳糖苷酶的发酵条件。[结果]单因素试验结果表明,以蔗糖为碳源的黑曲霉生长最好,所产酶的活力最高,最佳碳源浓度为15g/L;蛋白胨浓度为15g/L时黑曲霉干重最大,蛋白胨浓度为10g／L时所产酶的活力最高;pH值为5时黑曲霉的生物量最大,pH值为4时所产酶的活力最高;培养温度为30℃时,所产酶的活力最高。最佳培养基组成为葡萄糖20g／L＋蛋白胨5g/L＋MgSO4 0．05g/L＋KC10．5g/L＋K,HPO4 1g/L＋FeSO4 0．5g/L。当pH值为5,发酵温度为25℃,孢子接种量为10^6cfu/ml,发酵时间为96h时,培养基上黑曲霉产α-半乳糖苷酶的活力最高,达到（3．250±0．035）U／ml。[结论]该试验为仪一半乳糖苷酶的工业化生产提供了参考依据。     

α-半乳糖苷酶产酶菌种的定向筛选及诱变选育

从土壤样品分离、实验室保藏菌种及引进菌种共200多个菌株中，经纸层析定向筛选，获得20株具有显著产α-半乳糖苷酶活性特性的菌株。进一步以R15^#菌株为出发菌株，经^60Co诱变处理，及紫外-亚硝基胍复合诱变，得到产廿半乳糖苷酶性能稳定、活力较高的变异菌株3个，其产酶活力达231U／g以上，平均比出发菌株提高190．9％。其中RM48^#菌株经连续传代7代，产酶性能未出现较大的变异，具有较好的遗传稳定性。该菌株经鉴定为黑曲霉变种（Aspergillus niger v．Tiegh）。     

凝结芽孢杆菌产β-半乳糖苷酶条件的优化

从土壤中筛选得到1株高产β-半乳糖苷酶的凝结芽孢杆菌,研究该菌产β-半乳糖苷酶的发酵条件。结果表明:产酶适宜的培养基配方为蔗糖10 g/L,麦芽糖5 g/L,可溶性淀粉5 g/L,酵母提取物6.7 g/L,胰蛋白胨13.3 g/L,KCl 1.5 g/L;产酶的最适发酵温度为45℃。培养48 h总酶活力达到7.1 U/mL,60 h胞外酶活力最高为3.0 U/mL。胞外酶的最适pH为6.0,最适温度65℃。该酶能够完全水解乳糖,可适用于无乳糖乳制品的生产。     

黑曲霉菌发酵产柚苷酶培养基配方的优化研究

[目的]筛选出黑曲霉菌发酵产柚苷酶的最优培养基.[方法]以沙氏琼脂培养基、马铃薯葡萄糖琼脂培养基、察氏琼脂培养基作比较;选出最适黑曲霉菌生长的固体培养基,对固体培养基进行优化,得出最佳固体培养基;通过对发酵培养基不同碳源种类、氮源种类和无机盐的筛选和优化,确定黑曲霉生长和发酵的最适培养基,再通过正交试验确定黑曲霉固态发酵产柚苷酶最优培养基.[结果]黑曲霉固态发酵产柚苷酶最优培养基组成为0.1％磷酸二氢钾,4％鼠李糖,1％葡萄糖,0.2％无水CaCl2,0.2％七水硫酸镁,0.1％硫酸铵,0.2％柚皮苷,2％豆粉.优化后的培养基(618 U/g)比优化前的基础培养基(401 U/g)的酶活提高了54.1％.[结论]该研究为后续进行菌种遗传改造与分子育种提供了原材料,并为大规模商业化生产奠定了良好的基础.     

双载体法固定化黑曲霉发酵产壳聚糖酶的研究

探索玉米芯颗粒吸附、海藻酸钠包埋固定化黑曲霉(Aspergillus niger)孢子的方法以及双载体固定化黑曲霉发酵产壳聚糖酶的条件.实验结果表明,玉米芯颗粒对黑曲霉孢子的吸附容量约为5×107 个/克;适宜包埋剂质量分数为1.0%;0.2 g玉米芯颗粒经吸附、包埋与增殖预培养成熟的固定化黑曲霉细胞发酵产壳聚糖酶最适pH为5.0,适宜发酵装液量为25 mL(250 mL三角瓶),28.6℃,132 r/mm条件下摇床发酵48 h产壳聚糖酶活力101.3U/mL.     

黑曲霉DL116产乳糖酶发酵条件的研究

为确定产高温乳糖酶的黑曲霉菌株DL116的最佳发酵培养条件,研究了突变菌株产乳糖酶的发酵培养基成分及培养条件。结果表明:DL116产乳糖酶的最佳培养基成分为:果胶2.5%,豆粕粉6%,玉米浆9%,(NH4)2SO40.1%,K2HPO41%,Tween-80 0.3%;最佳培养条件:温度30℃,初始pH 5.0,装液量30 mL/250 mL,接种量104个/mL。在此条件下培养,β-半乳糖苷酶酶活力达83.89 U/mL,是初始发酵条件下酶活力的1.89倍。     

木聚糖酶高产菌株的筛选及固态发酵条件的研究

从6株黑曲霉菌株中筛选到一株产木聚糖酶活力最高的黑曲霉MI菌株(Aspergillus niger MI),其最适固态发酵条件为:选择70%玉米芯粉 30%麸皮 0.6%(NH4)2SO4作培养基,其加水质量比为1∶2.0,30℃培养84 h,其木聚糖活力最高可达3689μmol.min-1.g-1。     

木聚糖酶高产菌株的筛选及固态发酵条件的研究

从6株黑曲霉菌株中筛选到一株产木聚糖酶活力最高的黑曲霉M1菌株(Aspergillus niger M1),其最适固态发酵条件为:选择70%玉米芯粉+30%麸皮+0.6%(NH4)2SO4作培养基,其加水质量比为1∶2.0,30℃培养84 h,其木聚糖酶活力最高可达3 689 μmol·min-1·g-1.     

黑曲霉发酵生产纤维素酶条件的研究

为黑曲霉的实际应用提供依据.以黑曲霉(Aspergillus niger)CZ2为菌株,进行了液体发酵产纤维素酶条件的优化.确定了黑曲霉的最佳培养条件:麸皮和玉米芯为最佳碳源,麸皮:玉米芯的最佳比例为4:3,最佳氮源为KNO,,碳氮比为5:1,碳氮含量为4%,最适产酶pH为5.8,最佳产酶温度为30℃,最佳产酶时间为5天.黑曲霉所产纤维素酶各组分酶活力分别为:羧甲基纤维素酶活力为66.41 U/ml,滤纸分解酶活力为61.73 U/ml.     

黑曲霉固态发酵产酸性磷酸酯酶的工艺研究

为探讨黑曲霉固态发酵酸性磷酸酯酶(ACP)的产酶条件,首次采用固态培养的方法,在对黑曲霉3350产酸性磷酸酯酶的培养基组成和培养条件单因素研究的基础上,设计了Plackett-Burman试验选取了3个主要影响因素,并进行响应面分析.结果表明,黑曲霉3350产酸性磷酸酯酶的最适培养基和发酵条件为:麸皮8.0 g,蔗糖2.0 g,豆饼粉1.11 g,水13.9 ml,土温-801.0ml/kg,NH4NO320g/kg,KH2PO42.5g/kg,自然pH值;32℃固体静置培养120h,期间翻曲2～3次.在该条件下菌株最高产酶活性为154IU/g干曲,比优化前产酶提高88%,与液态发酵周期(9d)相比缩短了44%.     

京尼平苷微生物转化生产京尼平的研究

[目的]以京尼平苷为原料,在自然pH下,通过产β-葡萄糖苷酶的邬衣黑曲霉发酵将京尼平苷转化为京尼平。[方法]通过单因素和正交试验考察了京尼平苷液浓度、发酵温度、发酵时间、邬衣黑曲霉孢子的接入量、摇瓶装量对京尼平生成量的影响。[结果]最终确定最佳工艺为:在自然pH条件下,以0.20%京尼平苷液为发酵培养基,按菌株孢子与发酵培养基3.0∶10.0(V/V)的比例接入邬衣黑曲霉孢子,摇瓶装量为100 m L/250 m L,28℃,200 r/min发酵66 h。发酵结束后高效液相色谱检测京尼平,结果显示京尼平苷的转化率可达99%以上,转化产物京尼平纯度可达98%以上。[结论]该研究所用方法安全、高效,是生产京尼平的可行方法。     

鹅源草酸青霉F67产纤维素酶培养条件的优化

为了探索鹅源草酸青霉(Penicillium oxalicum Currie＆Thom)F67产纤维素酶的最佳培养基组成(碳源、氮源)及发酵条件(接种量、温度、pH和发酵时间),试验以鹅源草酸青霉为研究菌株,采用液体发酵培养法,通过对C1酶活、Cx酶活、β-葡萄糖苷酶活和滤纸酶活(FPA)的测定,研究了液体发酵培养基组成及发酵条件对其产纤维素酶活力的影响,并通过L9(34)正交试验筛选出了草酸青霉液体发酵产纤维素酶不同组分的最佳发酵条件.结果表明:(1)羧甲基纤维素钠(CMC-Na)可以强烈诱导草酸青霉产纤维素酶,C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶和FPA酶活分别达到507.104U·mL-1、9.353U·mL-1、642.989U·mL-1和149.576U·mL-1(p<0.01);以硝酸铵为氮源时,Cx酶活力最高,比基础组提高了1.342倍(p<0.01);而以尿素为氮源时,C1酶活、β-葡聚糖苷酶活和FPA最高,分别比基础组提高了1.212,0.285和2.055倍(p<0.01).(2)CX酶活、C1酶活和β-葡聚糖苷酶活最高时的最适接种量分别为3%、7%和7%;发酵温度分别为30℃、28℃和30℃;培养基起始pH均为5.5;发酵时间分别为96h、72h和96h.     

土壤中脂肪酶产生菌的筛选、鉴定及发酵条件的优化

从上海地区富含油性的土壤中,以橄榄油为唯一碳源进行富集培养、以罗丹明B为指示剂的平板进行初筛,摇瓶复筛得到产脂肪酶菌株51-43。通过对51-43进行形态学观察,以及18S rDNA特征片段比较分析,初步确定51-43为黑曲霉(Aspergillus niger)。通过单因素实验和正交实验,对黑曲霉51-43产脂肪酶的发酵条件进行优化。确定其最优发酵条件为:蛋白胨2.35%,小麦粉1%,K2HPO40.1%,MgSO4.7H2O 0.05%,CaCl20.01%,NH4Cl 1%,Tween-80 0.5%,橄榄油1%,pH 7.0。此培养基在28℃,160 r/min的条件下发酵培养72 h,脂肪酶水解活力达到19.28 U/mL,是初始发酵培养基条件下所得脂肪酶酶活的2.21倍。     

混菌固态发酵产纤维素滤纸酶条件的研究

以稻草粉和麸皮为主要原料,利用拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)和黑曲霉(Aspergillus niger)(1∶ 1)混茵固态发酵产纤维素滤纸酶.以初始pH、发酵时间、发酵温度、接种量、装样量、含水量为研究因子,通过对拟康氏木霉和黑曲霉(1∶1)混茵固态发酵产纤维素滤纸酶的最佳发酵条件进行优化,优化后的最佳产酶条件为:固体培养基含水量为50％,初始pH 5.0,装样量15 g/500 mL,接种量为8％,30℃恒温培养5d.     

黑曲霉产纤维素酶液体发酵条件初探

采用黑曲霉（Aspergillus niger）液体发酵生产纤维素酶,研究了碳源、氮源、培养基起始pH对该菌株产纤维素酶活力的影响。结果表明,在温度30℃、pH5.5下培养120h的条件下确立了产酶最佳培养基是6%的稻草粉、1%的黄豆粉,其纤维素酶的最高产量是89.2U/mL。     

黑曲霉变异株AU 55发酵菊芋汁产菊粉酶的研究

为提高菊粉酶活力,以菊芋汁为主要培养基成分,对一株产菊粉酶的黑曲霉(Aspergillus niger)变异株AU-55发酵产酶历程和发酵工艺条件进行研究。结果表明,菊芋汁中还原糖的含量为3.4 g.L-1,菊糖含量约为121.3 g.L-1;黑曲霉AU-55在基础发酵培养基中培养,发酵液中菊粉酶活力、糖度、酸度、菌体生物量随着发酵时间的不断延长而变化,96 h菊粉酶活力达到最大;菊芋汁添加量、玉米浆添加量、初始pH、接种量对黑曲霉AU-55菊粉酶活力的影响均显著,优化后的发酵工艺参数为:菊芋汁250.0 mL.L-1,玉米浆20.0 g.L-1,NH4H2PO45.0 g.L-1,MgSO4.7H2O 0.5 g.L-1,NaCl 3.0 g.L-1,初始pH 6.5,接种量35.0 g.L-1,30℃,200 r/min下,培养4 d,所得菊粉酶活力最高达42.3 U.mL-1。     

耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达及酶学性质研究

【目的】研究耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达,并检测其酶学性质,为耐热β-半乳糖苷酶的应用和工业化生产奠定基础。【方法】利用基因工程的原理和方法,将来源于嗜热脂肪芽孢杆菌的耐热β-半乳糖苷酶基因(bgaB)克隆到大肠杆菌pET表达系统(pET-28a(+)),并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达。将构建的重组菌(pET28a-bgaB)在含硫酸卡那霉素的液体LB培养基中以IPTG为诱导剂,对表达产物的最适反应温度、最适反应时间I、PTG诱导浓度、热稳定性及酶促动力学进行检测。【结果】成功构建了表达载体pET28a-bgaB,并测得耐热β-半乳糖苷酶的最适反应温度为65℃,最适反应时间为6 h,IPTG的最佳诱导浓度为1 mmol/L,且具有良好的热稳定性;在诱导后6 h,耐热β-半乳糖苷酶的表达量占菌体总可溶性蛋白的20%,表达效率较高;对透析蛋白进行蛋白质定量,蛋白质量浓度为0.75 mg/mL,透析蛋白的耐热β-半乳糖苷酶活性为75 U/mL,比活性为100 U/mg;酶促动力学研究表明,耐热β-半乳糖苷酶的反应常数为0.398μmol/mL,最大反应速度为27.435μmol/(min.mL)。【结论】耐热β-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中得到成功表达,并且在很大程度上提高了耐热β-半乳糖苷酶的活性。     

青霉固体发酵产α- 半乳糖苷酶的研究

研究了碳氮比、氮源组成、含水量及发酵温度和时间对青霉N-3产α-半乳糖苷酶的影响.该菌28℃培养72 h酶活可达56.8 IU/g(干曲).     

产碱性蛋白酶菌株Zkud202-4发酵条件的研究

对土壤中分离的一株产耐盐碱性蛋白酶的短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)Zkud202-4株的发酵条件进行了研究,通过单因素试验和正交试验,确定了最适产酶培养基组成:pH9.0、基础培养基中加入质量分数1.5%的葡萄糖为碳源、1.5%的蛋白胨为氮源、0.01%的Ca2 为金属离子.最适发酵条件:接种量V(种子培养液)∶V(培养基)=2%、发酵温度36℃、发酵时间45 h.优化后菌株Zkud202-4碱性蛋白酶的酶活力达到383 U/mL.