產(chǎn)菊粉酶菌株的篩選及其產(chǎn)酶條件的優(yōu)化.pdf

1、菊粉是一種多聚果糖，由D-呋喃果糖殘基通過β-1,2糖苷鍵脫水縮合而成，末端連接一個葡萄糖殘基。菊粉是菊芋塊莖的主要成分，占其干重的80％。菊芋耐貧瘠，適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高，價格低廉，可在非耕地種植，是生產(chǎn)果糖和低聚果糖極好的原料。利用酶法生產(chǎn)果糖和低聚果糖，條件溫和，工藝簡單，成本低廉，安全性高，無污染。因此，利用酶法生產(chǎn)果糖和低聚果糖更適用于工業(yè)化生產(chǎn)。菊粉酶是一種能夠高效水解菊粉的酶。微生物源菊粉酶是菊粉酶的主要來源，外切型菊粉酶水解

2、產(chǎn)物為果糖，內(nèi)切型菊粉酶水解產(chǎn)物為低聚果糖。果糖甜度高，所含熱量低，代謝不依賴胰島素，因而適合肥胖癥和糖尿病患者食用。低聚果糖是一種優(yōu)良的益生元，選擇性地刺激腸道雙歧桿菌及其它有益菌的生長，改善腸功能，還可以改善礦物質(zhì)的吸收，促進(jìn)心腦血管的健康。因此微生物源菊粉酶的開發(fā)與利用具有重要的意義，在食品，保健品，醫(yī)藥行業(yè)都有較好的應(yīng)用前景。
　　從菊芋根際土壤中經(jīng)過初篩得到60余株能生產(chǎn)菊粉酶的菌株，其中包括細(xì)菌、真菌、和酵母菌。經(jīng)過復(fù)

3、篩，得到兩株產(chǎn)菊粉酶活性較高的菌株，一株為細(xì)菌C-56，另一株為真菌C-40。初步確定菌株C-56屬于伯克霍爾德氏菌屬（Burkholderia）命名為Burkholderia sp.C-56；菌株C-40屬于枝孢霉菌屬，命名為Cladosporiumsp.C-40。目前從自然界中分離到的絕大多數(shù)菌株產(chǎn)生的菊粉酶都為外切型酶，而本實驗中篩選到的Cladosporium sp.C-40產(chǎn)生的菊粉酶為內(nèi)切型酶。
　　通過單因子試驗對B

4、urkholderiasp. C-56和Cladosporiumsp.C-40進(jìn)行產(chǎn)酶條件的優(yōu)化，確定了Burkholderiasp.C-56產(chǎn)菊粉酶的最佳碳源、氮源、無機(jī)鹽分別為菊粉，酵母浸粉，MgSO4·7H2O。Cladosporiumsp. C-40產(chǎn)菊粉酶的最佳碳源、氮源、無機(jī)鹽分別為菊粉，酵母浸粉，ZnSO4·7H2O。
　　利用田口方法進(jìn)一步優(yōu)化Burkholderiasp.C-56和Cladosporiumsp.C

5、-40產(chǎn)菊粉酶的發(fā)酵條件。統(tǒng)計學(xué)分析發(fā)現(xiàn)被優(yōu)化的的四個因素都為極顯著性因素，其中菊粉對Burkholderia sp.C-56和Cladosporiumsp.C-40產(chǎn)酶的影響最大。應(yīng)用田口方法優(yōu)化Burkholderiasp.C-56的最佳培養(yǎng)基配方為：菊粉50g/L，酵母浸粉20g/L，MgSO4·7H2O6g/L，pH6.0，在最佳條件下獲得的菊粉酶活力為29.34±1.95U/mL，比初始菊粉酶活力（6.25±0.84U/mL）

6、提高了3.69倍。Cladosporiumsp.C-40的最佳培養(yǎng)基配方為：菊粉50g/L，酵母浸粉20g/L，ZnSO4·7H2O6g/L，pH5.0。在此條件下獲得菊粉酶的活力值為30.68±1.42 U/mL，比初始菊粉酶活力（9.71 U/mL）提高了約2.16倍。
　　在最佳產(chǎn)酶條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，Burkholderiasp.C-56在培養(yǎng)48h后，菌體生長趨于穩(wěn)定，此時菊粉酶活力達(dá)到最高。發(fā)酵過程中I/S值一直處于0

7、.2-0.5范圍內(nèi)，說明產(chǎn)生的菊粉酶為外切型菊粉酶。Cladosporiumsp.C-40在培養(yǎng)96h后，菌體生長趨于穩(wěn)定，發(fā)酵72 h后，菊粉酶活力開始趨于平穩(wěn)，96 h達(dá)到最高。發(fā)酵48 h后I/S值一直處在10以上，說明產(chǎn)生的菊粉酶為內(nèi)切型菊粉酶。
　　初步探究Burkholderiasp.C-56和Cladosporiumsp.C-40產(chǎn)生的菊粉酶的酶學(xué)性質(zhì)，研究溫度、pH和底物濃度對菊粉酶水解菊粉的影響。Burkhold