嗜熱真菌Thermomyces lanuginosus耐熱木聚糖酶性質(zhì)及應(yīng)用研究.pdf

1、β-1,4-內(nèi)切木聚糖酶(EC 3.2.1.8)以內(nèi)切方式作用于木聚糖主鏈,產(chǎn)生不同鏈長的寡糖及少量的木糖,是木聚糖降解酶系中最關(guān)鍵的酶.微生物木聚糖酶在食品、飼料及制漿造紙等行業(yè)中廣泛的應(yīng)用前景吸引了眾多研究者的目光.該文針對嗜熱真菌T.lanuginosus CBS 288.54系統(tǒng)且深入地進行了菌種改良、發(fā)酵產(chǎn)酶條件、木聚糖酶性質(zhì)及應(yīng)用等的研究,主要內(nèi)容和結(jié)論如下 :1.采用紫外線照射和化學(xué)誘變劑處理菌株T.lanuginosus

2、 CBS288.54,并通過搖瓶發(fā)酵篩選變異株,得到了木聚糖酶高產(chǎn)菌株T.lanuginosus CBS288.54-M18;對影響核株菌液體發(fā)酵產(chǎn)酶的碳氮源、初始pH值、接種量以及溫度等因素進行了詳細的探討.結(jié)果表明,相對于其它來源木聚糖,玉米芯水不溶木聚糖為最佳碳源;酵母提取物和胰蛋白胨作為復(fù)合氮源時效果最好;培養(yǎng)基最適初始pH值為7.0,最適培養(yǎng)溫度為50℃.在最適知件下菌株發(fā)酵所產(chǎn)酶活力最高達1,834u/mL.2.研究嗜熱真菌

3、T.lanuginosus CBS288.54-M18固體發(fā)酵生產(chǎn)木聚糖酶的碳氮源組成,料水比,培養(yǎng)基初始pH值,發(fā)酵溫度及接種量等的影響.結(jié)果表明,以麥麩和玉米芯粉(8:2)作為復(fù)合碳源,酵母提取物和胰蛋白胨(1:1)作為復(fù)合氮源時,菌株所產(chǎn)的木聚糖酶量相比未優(yōu)化碳氮源的培養(yǎng)基提高幅度高達200﹪.其最佳產(chǎn)酶的料水比為1:3,培養(yǎng)基初始pH7.0為最適.菌株在50℃條件下發(fā)酵5天,能夠得到活力高達15023U/g干基碳源的木聚糖酶制劑

4、,且該酶制劑不含纖維素酶和蛋白酶活性.3.通過采取鹽析、凝膠過濾及離子交換層析,得到了經(jīng)SDS-PAGE確認的電泳純的木聚糖酶.整個純化過程其酶活回收率為21.5﹪,純化倍數(shù)為33.6倍,酶分子最約為26.2kDa.4.酶最適反應(yīng)pH值為7.50,在pH6.5-10.0范圍內(nèi)相當(dāng)穩(wěn)定.該酶的最適反應(yīng)溫度為70-75℃,且具有優(yōu)良的耐熱性能:在60℃保溫5h后殘余酶活力在85﹪以上.該酶的底物特異性范圍較窄,僅對木聚糖表現(xiàn)出活性.采用Si

5、gma的四種天然底物樺木木聚糖,櫸木木聚糖,燕麥水不溶性木聚糖及燕麥水溶性木聚糖探討了該酶的動力學(xué)特性,K<,m>值分別分別為4.0、4.7、23.4和2.0.基于該酶的分子量、水解特性及氨基酸組成分析可知該酶屬于典型的G/11族木聚糖酶.5.色氨酸殘基和谷氨酸(或天冬氨酸)殘基是維持酶活性的重要基團.木聚糖對NBS的修飾有保護作用:3.0mg/mL的樺 木木聚糖底物可完全阻止NBS對耐熱木聚糖酶的修飾作用.木聚糖底物不能阻止WRK對耐

6、熱木聚糖酶的失活作用.色氨酸和谷氨酸(或天冬氨酸)殘基位于酶活性中心;色氨酸殘基位于酶的底物結(jié)合中心,而谷氨酸(或天冬氨酸)殘基可能位于酶的催化中心.6.研究了純化的耐熱木聚糖酶對面包品質(zhì)及化老化的影響,探討了耐熱木聚糖酶影響面包發(fā)酵及烘烤過程的作用機理.結(jié)果表明,適量添加木聚糖酶的面包體積顯著增加且面包芯的組織結(jié)構(gòu)優(yōu)良,同時老化變緩;面團中添加1.5mg/kg木聚糖酶時,面包體積增加43﹪,硬度減小44﹪,其老化速率常數(shù)k值相比對照組