不同培养条件对纤维素酶产量和酶活力影响

本试验采用均匀设计U_(10)(10~7)研究影响绿色木霉生产纤维素酶的五大因素(培养温度、加水倍数、底物粗纤维水平、初始pH值、培养时间),试图找出培养条件最佳组合,取得高酶产量和酶活力.     

黑曲霉生产木聚糖酶固态发酵及粗酶制剂性质的研究

筛选了一株产木聚糖酶活力较高的黑曲霉菌株 ,研究了其固体培养的工艺条件。该菌的最适培养条件为 :起始 pH 4 .8,2 8℃ ,孢子悬液接种量 1 0 % ,玉米秸粉∶麸皮 (6∶4 ) ,培养时间 72h。木聚糖酶活力最高达 2 6 5 0IU/g ,营养盐、pH值及发酵时间对木聚糖酶活力影响较大。该酶的最佳作用条件 :温度 5 0℃、pH 4 .6 ,在不同温度下保温 1h ,测得半失活温度 (t1 / 2 )为 5 2℃。盐析后的酶粉活力为 91 0 5IU/g ,收率 5 0 %。酶对 3种底物降解力依次为麸皮、玉米芯和玉米秸     

耐碱性β-甘露聚糖酶产生菌的分离鉴定及发酵条件优化

研究旨在高产β-甘露聚糖酶饲用益生芽孢杆菌的筛选及培养条件优化。用透明圈法筛选得到一株产β-甘露聚糖酶活力较高的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)WMYB-2,通过单因素实验、Box-Behnken实验及响应面分析对该菌的产酶培养基及培养条件进行了优化,并对其酶学性质进行了初步研究。结果表明,该菌株产酶的最佳培养基及发酵条件为:魔芋微粉10.0 g/l,大豆蛋白胨10.0 g/l、CaCl_2 0.6 g/l、K_2HPO_4 0.8 g/l、MgSO_4·7H_2O 1.0 g/l,pH三角瓶,37℃、220 r/min发酵36 h,酶活力达355.75 U/ml,是初始酶活力的3.5倍。该酶的最适反应温度和pH值分别为55℃和5.5。在45～55℃内酶活力稳定,55℃保温30 min和3 h后其相对酶活力保留92%和57%;在pH值5.0～10.0内酶活力稳定,在pH值9.0和10.0的环境下处理2 h其相对酶活力保留95%和81%。Li~+和K~+对该酶具有一定的激活作用。该酶具有良好的耐碱特性及应用潜力。     

蛹虫草菌固体发酵产α-半乳糖苷酶的优化

试验利用药食兼用的大型真菌蛹虫草菌固体发酵生产α-半乳糖苷酶,通过单因素试验优化了产酶培养基和培养条件。结果表明,以麸皮和菜籽粕为原料,物料比为3:1,诱导物为1%的刺槐豆胶,培养基初始pH值为6,料水比为1:1,在23℃培养96 h,优化条件下产酶活力为5.03 U/g,较优化前产酶活力(1.23 U/g)提高了约4倍。试验通过优化有效地提高了蛹虫草菌固体发酵生产α-半乳糖苷酶的活力。     

桑树原生质体分离条件的优化试验

为了分离获取高产量、高活力的桑树原生质体,分别以桑树的组培苗细切叶片、胚性悬浮培养细胞、粗切愈伤组织和细切愈伤组织等为材料,采用正交试验和单因素试验的方法对桑树原生质体酶解分离条件中的分离酶液组合、渗透压调节剂、酶解温度、酶解时间等因素进行优化。最佳分离酶液组合为100 U/mL纤维素酶R-10+150 U/mL果胶酶Y-23+6 U/mL离析酶R-10+细胞-原生质体洗液(1 480 mg/L CaCl2.2H2O,27.2 mg/L KH2PO4),以0.6 mol/L甘露醇为渗透压调节剂,在28℃酶解温度条件下酶解6 h,用桑树胚性悬浮培养细胞作分离材料可获得7.8×106个/g的原生质体产量,且原生质体活力达91.4%。研究结果显示,选择合适的分离材料以及酶解分离条件是高效获取高活力桑树原生质体的关键。     

Neurospora crassa产木聚糖酶发酵条件及酶学特性

从青藏高原土壤中筛选出一株产木聚糖酶较高的菌株Neurospora crassa SD10。通过单因素试验和正交试验对菌株进行发酵条件优化和酶学性质探究。结果表明,菌株SD10最佳发酵条件为:麸皮30 g/L、蛋白胨20 g/L、Mn2+0.5 g/L、培养温度33℃、转速230 r/min、接种量2%、初始pH值8.0、发酵时间84 h。菌株产木聚糖酶的最适反应温度为50℃,最适反应p H值为6.0,在40～50℃和pH值4.0～8.0时有较好的稳定性,能保持80%以上酶活力,Fe2+、Zn2+、K+对酶活力有促进作用,Na+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Cu2+对酶活力有抑制作用。Neurospora crassa SD10优化后产木聚糖酶活力达9.4 U/mL,所产木聚糖酶具有良好的pH值稳定性。     

嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascus aurantiacus var.levisporus)固态发酵姜苗产内切β-葡聚糖酶条件优化

姜苗营养丰富,但作为饲料存在粗纤维含量高而消化吸收率低的难题。内切β-葡聚糖酶主要由真菌代谢产生,可有效降解纤维素中的葡聚糖。本研究在单因子条件的基础上,探讨应用Plackett-Burman和中心组合设计等方法得到嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascus aurantiacus var.levisporus)固态发酵姜苗生产β-葡聚糖酶的最适发酵条件。结果表明,最佳培养基组成是姜苗70%(w/w)、豆粕30%(w/w)、初始含水量61.0%、尿素1.70%(w/w),KH2PO40.13%(w/w),Ca Cl20.1%(w/w)(固体培养基的总量)。在上述培养基中50℃培养72 h,β-葡聚糖酶活力可达682.8 U/g,与原始培养条件相比酶活提高了51.2%.     

一株高产内切纤维素酶贝莱斯芽孢杆菌的产酶条件优化及酶学性质分析

试验旨在对一株杜仲树皮内生菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)的内切纤维素酶(CMCase)进行产酶条件优化及酶学性质分析,为探究贝莱斯芽孢杆菌CMCase的相关特性提供参考依据。采用单因子试验设计,分别优化pH、接种量、温度、时间、碳源和氮源等发酵条件,并探讨温度、pH、底物专一性、金属离子及表面活性剂对CMCase的影响。结果表明,以玉米秸秆为碳源(30 g/L)、豆粕为氮源(30 g/L)、3%接菌量、pH 7.0的条件下37℃培养48 h,贝莱斯芽孢杆菌157的CMCase最高可达(5.14±0.18) U/mL。经CMCase酶学性质分析发现,贝莱斯芽孢杆菌157的最适酶反应温度为60℃,最适pH为5.0;温度稳定性试验发现,在40和50℃时,相对剩余酶活力均高于80%,随着温度的升高,酶活力逐渐降低,当温度高于55℃,相对剩余酶活力约为50%;pH稳定性试验发现,在pH 5.0～10.0之间耐受性良好,相对剩余酶活力均高于90%,随作用时间的延长,相对剩余酶活力变化不大。贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase属于典型内切型纤维素酶。Na^+、Mg²⁺、Ca²⁺可促进贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase酶活力,而Co²⁺、Hg²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺和SDS抑制CMCase酶活力;表面活性剂Tween-80、Tween-20、Triton X-100对贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase无影响。本试验通过对贝莱斯芽孢杆菌157进行产酶条件优化及CMCase酶学性质分析发现,贝莱斯芽孢杆菌157 CMCase具有产酶量高,耐受pH范围广的特点,在饲料添加剂、洗涤剂和造纸领域中具有一定的应用价值。     

产纤维素酶地衣芽孢杆菌的诱变选育及其产酶条件优化

为提高产纤维素酶地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)的产酶能力,本试验以前期分离的产纤维素酶地衣芽孢杆菌LY02作为出发菌株,通过紫外线对该菌株进行了诱变选育,筛选高产纤维素酶的突变株,并分别对其接种量、培养温度、培养时间、培养基初始pH和金属离子等产酶条件进行了优化。结果显示,经诱变选育后突变菌株的纤维素酶活力较出发菌株提高了34.31%。其最佳产酶培养条件为:接种量1.5%,培养温度37℃,培养时间24 h,培养基初始pH 5.0,K⁺和Ba²⁺对纤维素酶的产生有激活作用。本研究为进一步将高产纤维素酶的突变株开发为生产菌株提供了基础条件。     

黑曲霉AS6034酸性β-甘露聚糖酶的性质研究

对黑曲霉AS6034菌株所产酸性β-甘露聚糖酶的重要酶学性质进行了研究,该酶最适pH为3.2、在pH3.8左右保存2h稳定性较好,最适温度为45℃,在50℃和60℃恒温水浴中存放160min后,酶活力无明显变化,最适底物浓度为1.0%,并对该粗酶液反应动力学进行了研究,得到了以角豆胶为底物的动力学参数V_m为2.85μmol/(g·min)、Km为2.21mg/mL。     

双酶法水解猪血球蛋白参数的优化

以猪血球蛋白为原料,利用中性蛋白酶与风味蛋白酶对血球蛋白进行水解.在单因素试验的基础上采用响应面分析法进行双酶复合水解条件进行优化,得出双酶水解的最适工艺条件参数为温度50℃.底物浓度12%,中性蛋白酶加量3820 U/g蛋白,风味蛋白酶加量43.5 LAPU/g蛋白,在未调节pH条件下酶解22.8 h,此时水解度可达37.81%(预测值38.03%).     

饲用木聚糖酶活力的综合评价

试验采用综合分析方法评价了1种饲用木聚糖酶的活力。评价内容包括耐酸性试验、耐胃液试验、热稳定性试验和实际底物降解试验。在pH5.4～6.8条件下,该酶活力较稳定,保持在5000U/g以上,但随着pH的降低,活力迅速下降;在胃液中作用一段时间后该酶的活力损失很快,1.5h后其活力就下降到原有的37.4%;热稳定性试验中,该酶在90℃的环境中作用5min后,酶活损失不超过5%;实际底物降解试验中,反应4h后,无淀粉麦麸的降解率可以达到5%以上。试验结果表明,以上几个指标能够较为充分、准确的评价该木聚糖酶的可应用性,从而为饲料酶活性的系统评价提供了参考,为饲料加工和动物生产提供了更为可靠的数据。     

饲用β-葡聚糖酶的发酵工艺研究

通过对本实验室保藏的12株黑曲霉菌株采用培养、选择性培养基分离,筛选出一株相对酶活较高的菌株作为出发菌株,然后通过紫外线、硫酸二乙酯等复合诱变筛选出一株β-葡聚糖酶高产菌株An08-752。以复合碳源(麸皮+花生壳粉+大麦粉)为碳源;有机氮源为豆粕粉,无机氮源为硫酸铵、硝酸钠;添加无机盐磷酸氢二钾(K+)、硫酸镁(Mg2+);料水比为1:1。固态发酵优化条件为:初始pH值6.8;装料量50 g/500 ml;发酵温度30℃;发酵时间37 h。酶活力达到了1.23×105 U/g。     

胃蛋白酶-胰蛋白酶体外消化豆粕适宜条件的研究

本试验采用单因素试验设计.在恒温摇床中,用胃蛋白酶和胰蛋白酶体外酶解豆粕,从而确定胃蛋白酶-胰蛋白酶两步法评定蛋白质的体外消化的最适条件.结果表明.优化后的胃蛋白酶-胰蛋白酶两步酶解处理豆粕的主要参数是:温度为37℃,转速85 r/min,底物的量为0.5 g,缓冲液pH为 1.2,胃蛋白酶酶浓度为 50 mg/mL,锥形瓶中消化 6 h 后,调节消化液的pH至7.5,添加 170 mg/mL 胰蛋白酶溶液,在39℃恒温摇床中培养18 h.     

短小芽孢杆菌B-15产酶条件的优化及酶学性质的研究

从本实验室分离短小芽孢杆菌B-15能降解羽毛角蛋白生产角蛋白酶,本试验对该菌株的产酶条件进行了优化.结果表明,在羽毛发酵培养基中,B-15产酶的最佳辅助碳源为葡萄糖.最佳辅助氮源为酵母粉,最佳接种量为2%,培养基最佳初始pH值为7.0,产酶最佳温度为30℃,最佳培养时问为48 h.在以上条件下培养,角蛋白酶活力可达2.03 U/mL,是优化前的2.5倍.对B-15所产的角蛋白酶进行了粗酶酶学性质的初步研究,结果表明.该酶最佳反应温度为55℃;最佳反应pH值为7.0;pH 5.5～8.0时酶活力较稳定,可达最大酶活力的70%以上.Mg2 对酶有激活作用,Fe3 对酶有抑制作用.羽毛被降解后,其残渣和发酵后的液体可以作为动物的蛋白饲料.     

兔源益生菌Tu-115菌株鉴定及其产纤维素酶固体发酵条件优化

对胞外产纤维素酶且能有效抑制大肠杆菌的优良菌株Tu-115菌株进行菌体形态和菌落形态观察、生理生化特性测定及16S rDNA序列系统发育分析以确定其种属。以羧甲基纤维素(CMC)酶和滤纸酶活力大小为指标,通过单因素试验和正交试验来确定发酵培养基的最适发酵条件。Tu-115菌株鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);当以麸皮为碳源,豆饼粉为氮源,碳氮比4:1,麸皮粒度大于20目,料水比1:1,接种量20%,初始pH值4.0,装瓶量4 g/250 ml,在35℃静置培养144 h时,CMC酶和滤纸酶活力分别可达73.35 IU/g和64.06 IU/g。确定了Tu-115菌株的种属,获得了该菌株产纤维素酶的最适固体发酵条件,为该菌株应用于纤维素酶生产奠定了基础。     

脂肪酶产生菌的筛选、诱变及产酶条件的研究

从长春市油脂厂采集的土壤样品中分离到1株脂肪酶活力较高的白地霉1522(其发酵液酶活力为35U/mL)。以此为出发菌株,经紫外线、氯化锂、盐酸羟胺、亚硝基胍等诱变筛选后,获得1株高活力脂肪酶产生菌N79(其发酵液酶活力达80U/mL)。对诱变株N79最适培养条件的研究表明,其最适培养基组成为:蛋白胨4%,山梨醇0.75%,橄榄油0.5%,MgSO4·7H2O 0.1%;产酶最适发酵条件是,培养液起始pH为6.0～6.5,发酵温度为26～30℃,通气量为每250mL三角烧瓶中盛培养液30mL,发醇时间为32～36h。在量适培养条件下,其发酵液酶活力可达到105-115U/mL。白地霉N79的发酵液经硫酸铵盐析制得脂肪酶粗制品,它在聚乙烯醇橄榄油乳化液系统中,水解橄榄油的最适pH为7.8,最适温度为42℃,在pH4-8、4℃下存放24h及pH7.5、40℃下保温15min,酶活力不变。     

东祁连山高寒草地土壤产漆酶真菌的筛选、鉴定及产酶条件的初步研究

以高寒草地土壤分离出的56个真菌菌株为研究对象,经愈创木酚-PDA培养基和α-萘酚-PDA选择性培养基初步筛选, 再根据菌株在愈创木酚、邻苯二酚、邻苯甲苯胺为底物的选择性培养基上菌体生长及菌落大小、漆酶催化氧化还原反应产生的变色圈直径大小及其变色圈颜色深浅程度,以及测定油菜秸秆诱导的液体发酵产漆酶活力,筛选出1株产漆酶酶活真菌菌株(编号为310b)。经rDNA-ITS基因序列分析,初步鉴定为Marasmius tricolor。对菌株310b产漆酶的条件进行了初步研究,结果表明,菌株310b在25℃培养条件下产漆酶活力最大,初始pH值为4.0时,漆酶活力最大,蔗糖、蛋白胨分别为诱导菌株产漆酶活力最高的碳、氮源。几种非营养有机物对菌株产漆酶活力大小不同,α-萘酚和吐温-80对菌株产漆酶没有明显影响,愈创木酚、单宁酸、吲哚乙酸抑制菌株产漆酶,其中吲哚乙酸抑制作用最强烈(P＜0.01)。在Cu²⁺浓度为0.001~0.025 g/L范围内,随Cu²⁺增加,产漆酶活力增加,0.025 g/L时产酶活力最大。随着接种量的增加,诱导漆酶活力增加。在60~180 r/min的转速范围内,随着转速的增加,漆酶活力增加。油菜秸秆粉的量在0~1 g范围内,随着秸秆添加量的增加,漆酶活力增加;1~2 g范围内,随着秸秆添加量的增加,漆酶活力减小。     

局限曲霉产β-葡聚糖酶发酵培养基和发酵条件的优化

通过对局限曲霉(QY-00305)发酵培养基和发酵条件的研究,得出其最佳培养基配方为(100ml):大麦粉1.5g,(NH4)2SO40.5g,NaNO30.4g,Na2HPO4·12H2O0.25g,FeSO4·7H2O0.03g,CaCO30.5g,Tween800.15ml;其最佳培养条件为:发酵初始pH为8.5,发酵温度为34℃,500ml三角瓶的装液量为80ml(摇床转速为200r/min),菌体的接种量为7%(孢子悬液的浓度为1.25×106),发酵周期为84h。在最佳培养基和最优发酵条件下,每毫升发酵培养基酶活力达1300.52U,大约是初始设计培养基的3倍。     

拟康氏木霉固态发酵产纤维素酶系的研究

以稻草秸秆为主要原料,利用拟康氏木霉3.3002(Trichoderma pseudokoningii 3.3002)固态发酵生产纤维素酶,对培养条件进行了优化,并系统地测定了各种纤维素酶的酶活.结果表明,最优产酶培养基组成为:稻草秸秆和麸皮的混合比例为4:1,最佳氮源为2.5%(NH4)2SO4,最佳发酵时间120 h,培养温度35℃,接种量15%,pH 5.0,培养基含水率50%.在此条件下,该菌株产纤维素酶系中羧甲基纤维素酶(Cx)酶活力达4700 U/mL,葡聚糖外切酶(Cb)酶活力达3440 U/mL,葡萄糖内切酶(C1)酶活力达到1620 U/mL,滤纸酶(FPA)酶活力达到1935 U/mL.