堿性果膠酶中試生產(chǎn)和穩(wěn)定性研究.pdf

1、果膠酶是指能分解果膠質(zhì)的一類酶。堿性果膠酶則是指在堿性范圍內(nèi)具有較高活性的果膠酶，一般多指聚半乳糖醛酸裂解酶。堿性果膠酶除了在植物病毒的純化、紙漿漂白等方面得到應(yīng)用以外，已成為棉織物預(yù)處理過程中至關(guān)重要的生物酶制劑。堿性果膠酶的使用將改變傳統(tǒng)的堿精練工藝，不僅減少環(huán)境污染，節(jié)約大量的工藝用水，而且可提高棉紡織物的品質(zhì)。 本文采用一株具有自主知識產(chǎn)權(quán)的枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)堿性果膠酶，在前期實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上，研究了用價(jià)格低廉的合成

2、氮源部分代替有機(jī)氮源以降低原料成本的可行性，并研究了補(bǔ)加碳源對產(chǎn)酶的影響；然后進(jìn)行了將發(fā)酵法生產(chǎn)堿性果膠酶從7L罐放大到5M3的中試生產(chǎn)試驗(yàn)研究；最后研究了添加各種穩(wěn)定劑和防腐劑以增強(qiáng)堿性果膠酶應(yīng)用和保藏過程中的穩(wěn)定性。主要研究結(jié)果如下：1、用硫酸銨代替部分有機(jī)氮源，可以較大幅度地降低培養(yǎng)基成本，替代后的培養(yǎng)基組成為：酵母膏2g/L，蛋白胨4g/L，硫酸銨4g/L，玉米淀粉8g/L，K2HPO4·3H2O9.2g/L，KH2PO43g/

3、L，初始pH7.5。7L罐發(fā)酵產(chǎn)酶達(dá)28.32u/mL。 2、通過7L罐堿性果膠酶分批發(fā)酵試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，后期碳源不足是影響堿性果膠酶產(chǎn)量進(jìn)一步提高的關(guān)鍵。但簡單地增加初糖濃度僅促進(jìn)菌體大量增長，而產(chǎn)酶并不能得到大幅度的提高；通過中期補(bǔ)加碳源發(fā)現(xiàn)，一次性補(bǔ)糖、分批補(bǔ)糖、恒速流加補(bǔ)糖酶活分別為37.61u/mL、49.16u/mL、48.51u/mL，比分批發(fā)酵產(chǎn)酶分別提高34％、75％、73％，從簡化工藝考慮，分批補(bǔ)糖是適合堿性果膠酶

4、發(fā)酵生產(chǎn)的方式。 3、在7L罐上確定了種子生長曲線，種齡為7～10h時(shí)，發(fā)酵生產(chǎn)堿性果膠酶的酶活較高，在工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)中則通過取樣即時(shí)測定OD600的方法，選擇OD600上升緩慢時(shí)進(jìn)行種子液轉(zhuǎn)接。 4、在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，確定1M3種子罐的培養(yǎng)條件為：攪拌轉(zhuǎn)速300r/min，通氣量1vvm，罐壓0.05MPa，溫度37℃；5M3發(fā)酵罐的培養(yǎng)條件為：攪拌轉(zhuǎn)速250r/min，通氣量0.6vvm，罐壓0.05M

5、Pa，溫度37℃。 5、在5M3發(fā)酵罐中進(jìn)行堿性果膠酶發(fā)酵生產(chǎn)試驗(yàn)，酶活在9h達(dá)到最高14.89u/mL，菌體干重至7h達(dá)到最大為8.6g/L。提取采用絮凝、板框過濾、超濾的工藝，最終產(chǎn)品酶活為117.7u/mL，總提取收率為79.7％。 6、研究了在堿性果膠酶酶液中添加糖類、多羥基醇類、金屬離子、EDTA和其他一些化學(xué)物質(zhì)對酶應(yīng)用穩(wěn)定性的影響，最終得到復(fù)合穩(wěn)定劑配方為：乙酸鈉6％、MgCl2·2H2O2％。 7