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文檔簡介
1、環(huán)糊精葡萄糖基轉移酶(Cyclodextrin glucanotransferase,簡稱CGTase,EC2.4.1.19)屬于a-淀粉酶家族,能夠催化淀粉及相關基質進行分子間轉糖基反應合成環(huán)糊精(Cyclodextrin,CD)。CD是一種具有內(nèi)疏水外親水的筒形結構,能與許多疏水客體化合物或功能基團形成包含物,從而改變其物理或化學性質,CD的這種性質使其在醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、化妝品、環(huán)保等領域有廣泛的應用,這使得CGTase的生產(chǎn)研究
2、具有重大意義。 本文通過多因子復合誘變,獲得一穩(wěn)定高產(chǎn)菌MS-UD5;在此基礎上優(yōu)化了該菌株的搖瓶產(chǎn)酶條件及5L發(fā)酵罐發(fā)酵條件,并研究了菌株MS-UD5所產(chǎn)的CGTase的一些酶學性質,結果分述如下: 1.以實驗室保藏的一株嗜堿芽孢桿菌(Bacillus alcalophilus)IS為研究對象,首先對菌體形態(tài)和生理生化特征進行了研究,其產(chǎn)CGTase酶活力為1764.7U/mL,做為后續(xù)誘變的出發(fā)菌株。采用紫外線(
3、UV)、硫酸二乙酯(DES)、He-Ne激光及紫外+硫酸二乙酯復合誘變對菌株IS進行處理:紫外線照射50s、硫酸二乙酯誘變40min、He-Ne激光輻射25min以及50s UV+30min DES復合處理分別是最佳誘變劑量,結合平板快速篩選方法以及突變株產(chǎn)酶性能穩(wěn)定性的分析,得到突變株MS-UD5,產(chǎn)酶活力為5278.8U/mL,是出發(fā)菌株產(chǎn)酶活力的2.99倍。 2.經(jīng)碳、氮源、金屬離子和磷酸鹽篩選試驗和正交設計試驗,確定菌
4、株MS-UD5產(chǎn)酶的最佳培養(yǎng)基配方為(g/L):玉米粉2.0%,玉米漿6.0%,K<,2>HPO<,4>0.15%,MgSO<,4>.7H<,2>O 0.02%;最適產(chǎn)酶的培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)溫度為30℃,pH9.8,接種量10%,發(fā)酵培養(yǎng)基的250mL三角瓶裝液量為40mL;在得到的最佳產(chǎn)酶條件下180r/min二級搖瓶發(fā)酵36h產(chǎn)酶活力為5741.6U/mL。 3.在5 L罐發(fā)酵罐中,研究了菌株MS-UD5的發(fā)酵規(guī)律,結果表明
5、:在菌體對數(shù)增長期,發(fā)酵液相對溶氧處于較低的狀態(tài),發(fā)酵液pH在對數(shù)增長前期持續(xù)下降,在菌體對數(shù)增長中期開始回升,菌體產(chǎn)酶呈增長趨勢;菌體增長進入穩(wěn)定期,發(fā)酵液相對溶氧及pH迅速回升至初始狀態(tài),菌體產(chǎn)酶接近峰值。根據(jù)發(fā)酵規(guī)律優(yōu)化發(fā)酵條件,通過改善菌體快速增長時期的氧供應不足狀況,可縮短菌體生長到達穩(wěn)定期的時間,菌體產(chǎn)酶時間也能相應的提前。菌株MS-UD5在5 L罐發(fā)酵罐中發(fā)酵24h產(chǎn)CGTase酶活力達6032.5U/mL。
6、4.菌株MS.UD5的CGTase的最適反應溫度為60℃,最適pH值為6.0,在pH5.0~10.0范圍內(nèi)基本穩(wěn)定,在70℃以下基本保持穩(wěn)定;Tween 80可使50%酶活喪失;Cu<'2+>、Ag<'+>、A1<'3+>、Fe<'2+>、能使該酶幾乎完全失活; Mg<'2+>、K<'+>、Zn<'2+>、Cr<'3+>、Twcen20和Triton x-100對酶活性幾乎沒有影響;Mn<'2+>、Ca<'2+>對酶活性有一定促進作用;
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