微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化.pdf

1、微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶(蛋白質(zhì)-谷氨酸-γ-谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶，EC2.3.2.13，Microbialtransglutaminase，簡稱MTG)能催化蛋白質(zhì)分子內(nèi)或蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)，從而改變各種蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，在食品、化妝品、制藥等工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。研究微生物發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的歷史較短，還存在多方面的問題，如菌種易退化、菌株產(chǎn)酶低、酶活不穩(wěn)定等等。解決這些問題的方法包括篩選高產(chǎn)的菌種，選擇適宜的培養(yǎng)基成分，優(yōu)化微生

2、物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶發(fā)酵生產(chǎn)的各種培養(yǎng)條件，找出影響微生物合成谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的關(guān)鍵因素等，以提高發(fā)酵水平，奠定微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的工業(yè)化生產(chǎn)基礎(chǔ)。 本文以實驗室保藏的鏈霉菌Streptomycessp.HS-1為出發(fā)菌株，以提高酶活為主要研究目標(biāo)，以搖瓶發(fā)酵為主，主要研究的內(nèi)容有：第一，以鏈霉菌HS-1為出發(fā)菌株，篩選產(chǎn)谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的高產(chǎn)菌株及對菌株保藏方法的研究；第二，在微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶初始發(fā)酵培養(yǎng)基中添加各種單因子物質(zhì)對

3、谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶酶活力的影響；第三，不同豆餅粉對微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶酶活力的影響；第四，利用SAS軟件對微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化;第五，微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的10L發(fā)酵罐的小試實驗。通過研究，其主要結(jié)果如下： 1.通過高氏一號平板和斜面培養(yǎng)，最后發(fā)酵測酶活，從300個隨機挑取的菌落中篩選出酶活最高的菌株，標(biāo)號為HS-2。對HS-2菌株進行保藏，采用了斜面保藏法、甘油管保藏法和冷凍干燥管保藏法3種方法，并對這三種方法的保

4、藏效果進行了比較，得出冷凍干燥管保藏法效果最好，保藏時間最長，且酶活失活最少。 2.對鏈霉菌Streptomycessp.HS-2發(fā)酵培養(yǎng)基進行單因子添加實驗。分別研究了玉米漿、Zn2+、各種表面活性劑及各種油脂對微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的影響。實驗表明，玉米漿作為補充氮源，能提高菌株的產(chǎn)酶能力及微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的酶活力，其最適添加量為12ug/mL。發(fā)酵培養(yǎng)基中添加0.1ug/mLZn2+時對酶活有一定的提高作用，各種表面活性

5、劑如吐溫20、吐溫80、EDTA、SDS、X-100，以及豆油和菜油，都不利于微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶酶活的提高，相反，還會對菌株產(chǎn)酶和酶活力產(chǎn)生抑制作用。 3.以豆餅粉的高壓酸水解物作為產(chǎn)微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶菌株的氮源，能使菌株的生長能力和產(chǎn)酶能力得到提高，但是不同來源的豆餅粉對產(chǎn)微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶菌株的生長和產(chǎn)酶作用也不同。實驗結(jié)果表明，挪威豆餅粉的高壓酸1水解物對微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶效果最好，菌株生物量最高，酶活也最高，酶活

6、達到8.33u/mL。 4.借助SAS軟件能方便地應(yīng)用PB設(shè)計和響應(yīng)面分析法進行合理的試驗安排和數(shù)據(jù)分析。本實驗應(yīng)用這一軟件對鏈霉菌Streptomycessp.HS-2菌株培養(yǎng)條件進行優(yōu)化，取得了較好的結(jié)果。實驗結(jié)果表明，在微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶發(fā)酵過程中，豆餅粉水解物、甘油、硫酸銨是重要因素。經(jīng)過響應(yīng)面方法優(yōu)化的最優(yōu)培養(yǎng)基為：豆餅粉水解物24g/L，甘油24.4g/L，硫酸銨5.4g/L，酵母浸膏6g/L，硫酸鎂2g/L，磷酸