高產(chǎn)木聚糖酶米曲霉菌株的理性選育、發(fā)酵優(yōu)化及酶學(xué)特性研究.pdf

1、以米曲霉(Aspergillus oryzae)FS018為出發(fā)菌株，研究了葡萄糖對(duì)該菌株木聚糖酶合成的影響，當(dāng)葡萄糖濃度大于3％時(shí)，酶合成能力迅速下降，表明葡萄糖對(duì)該菌株木聚糖酶合成具有阻遏效應(yīng)。以抗高濃度葡萄糖阻遏效應(yīng)作為理性篩選模型，對(duì)該菌株采用紫外線、半導(dǎo)體激光誘變處理，篩選抗高濃度葡萄糖木聚糖酶高產(chǎn)菌株。紫外誘變劑量為15w，紫外燈30cm處照射110s；半導(dǎo)體激光誘變劑量為670nm，功率800mW，光斑直徑1.5cm，輻照

2、時(shí)間30min。經(jīng)過紫外、半導(dǎo)體激光先后誘變處理3代，獲得一株高產(chǎn)菌株FST036，木聚糖產(chǎn)酶水平達(dá)到4200.57U/mL，比出發(fā)菌株提高了24％，同時(shí)抗葡萄糖阻遏能力大幅提高。 對(duì)FST036產(chǎn)酶發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，通過單因素篩選確定最佳碳源為麩皮與玉米芯組合，氮源為牛肉膏;采用二水平Plackett-Burman設(shè)計(jì)對(duì)影響產(chǎn)酶的8個(gè)因素進(jìn)行考察，從中篩選出有顯著效應(yīng)的4個(gè)因素：玉米芯、K2HPO4、MgSO4和初始pH值；

3、運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)法對(duì)該4因素進(jìn)行九水平優(yōu)化，獲得它們的最佳組合，發(fā)酵培養(yǎng)基最優(yōu)配方(g/L)：牛肉膏5.0，硝酸鈉1.0，K2HPO4 1.17，MgSO4 1.26，F(xiàn)eSO40.01，麩皮28，玉米芯18，pH7.57。優(yōu)化后產(chǎn)酶水平從4200.57U/mL提高到5987.36U/mL，實(shí)測值與均勻設(shè)計(jì)的模擬值僅為-0.31％的誤差。最后，發(fā)酵條件優(yōu)化結(jié)果表明：接種量1％，裝液量45mL/250 mL，發(fā)酵培養(yǎng)72h酶活達(dá)到最大值623

4、7.84U/mL。 對(duì)FSTO36菌株產(chǎn)木聚糖酶的代謝過程進(jìn)行初步研究，木聚糖酶合成與菌體生長為耦聯(lián)過程。以Logistic方程和Luedeking-Piret方程為基礎(chǔ)，建立該菌發(fā)酵過程中菌體生長、木聚糖酶生成和基質(zhì)消耗的動(dòng)力學(xué)模型，求得模型參數(shù)，該動(dòng)力學(xué)模型與試驗(yàn)結(jié)果擬和程度較好。 酶學(xué)特性研究結(jié)果表明：酶最適作用溫度為55℃，50℃以內(nèi)酶有較好的穩(wěn)定性，最適作用pH為5.0，酶在pH值4～10范圍內(nèi)較為穩(wěn)定。在1m