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产木聚糖酶菌株的选育及酶学性质的研究

作　者: 阮同琦
导　师: 刘建军
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 发酵工程
关键词: 菌种选育 突变株 木聚糖酶 内切木聚糖酶
分类号: TQ925
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本研究首先对产胞外木聚糖酶的实验室保藏菌株FL012的形态特征,生理生化特征及16S rDNA序列构建的系统发育树进行了研究和分析,初步鉴定FL012菌株为坎皮纳斯类芽孢杆菌(Paenibacillus campinasensis),坎皮纳斯类芽孢杆菌产木聚糖酶的研究未见报道。在此基础上,经紫外线照射和硫酸二乙酯诱变处理,获得一株产木聚糖酶活力较高的突变株D9-38,产酶活力由出发菌株的79.49IU/mL提高到120.90IU/mL,提高了50.09%。且遗传稳定性较高,传接五代,产酶活力基本不变。对突变株D9-38产酶工艺条件进行了优化。研究确定的最适发酵培养基组分(g/L):麸皮7.7,蛋白胨5,酵母粉5,磷酸氢二钾0.87,硫酸镁0.2,碳酸钙12.5(单独灭菌);最适发酵条件:初始pH 8.5,发酵温度37℃,装液量35mL/250mL,接种量2.0%,摇床转速150r/min,发酵培养时间为50h。在最适发酵培养基和最适发酵条件下,突变株D9-38产酶活力达到266.53IU/mL。对突变株D9-38产木聚糖酶的分离纯化及部分酶学性质进行了研究。先后采用20%～50%硫酸铵分级盐析、透析袋脱盐浓缩、Sephdex G-75和Sephdex G-150凝胶过滤层析对突变株D9-38发酵液中的木聚糖酶进行分离纯化。经过SDS-PAGE电泳,该木聚糖酶呈单一条带,分子量约为20.7kD。对该酶酶学性质研究表明:酶的最适作用温度为60℃,在50～60℃具有较好的稳定性;酶的最适作用pH值为7.5,在pH5.5～9.0具有较好的稳定性;Hg2+对木聚糖酶的活性有很强的抑制作用,Ca2+和Mn2+对该酶活性有促进作用。以燕麦木聚糖为底物,该木聚糖酶的米氏常数为13.87 mg/mL,最大反应速率为47.85μmol/(mL.min)。酶解产物通过纸层析色谱和薄层层析色谱分析,结果表明该酶为内切木聚糖酶。研究结果表明,产木聚糖酶突变株D9-38产酶活力较高且性能稳定,所产木聚糖酶为内切木聚糖酶且不具有纤维素酶活性,是一株具有应用潜力的木聚糖酶生产菌株。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第1章 绪论  9-20
  1.1 木聚糖及木聚糖酶  9-12
    1.1.1 木聚糖的结构及其木聚糖酶的分类  9-10
    1.1.2 木聚糖酶的产生及其生化性质  10-11
    1.1.3 木聚糖酶的分子结构  11-12
    1.1.4 木聚糖酶的催化机制  12
  1.2 木聚糖酶生产与分离纯化的国内外研究现状  12-15
    1.2.1 木聚糖酶的生产  12-14
    1.2.2 木聚糖酶的分离纯化  14-15
  1.3 木聚糖酶的应用  15-18
    1.3.1 木聚糖酶在造纸工业中的应用  16
    1.3.2 木聚糖酶在饲料工业中的应用  16
    1.3.3 木聚糖酶在食品工业中的应用  16-17
    1.3.4 木聚糖酶在酿酒工业中的应用  17
    1.3.5 木聚糖酶在能源转化方面的应用  17-18
  1.4 本课题的研究意义及主要研究内容  18-20
第2章 菌株FL012 的初步鉴定  20-27
  2.1 引言  20
  2.2 材料与方法  20-22
    2.2.1 菌种与培养基  20-21
    2.2.2 试剂与实验仪器  21
    2.2.3 形态观察和生理、生化实验  21-22
    2.2.4 16S rDNA 测序及其系统发育分析  22
  2.3 结果与分析  22-26
    2.3.1 菌株FL012 的形态学特征及其生理生化实验  22-25
    2.3.2 16S rDNA 测序及系统发育分析  25-26
  2.4 小结  26-27
第3章 木聚糖酶高产突变株的选育  27-34
  3.1 引言  27
  3.2 材料与方法  27-31
    3.2.1 菌种及培养基  27-28
    3.2.2 试剂与实验仪器  28-29
    3.2.3 木聚糖酶活力的测定  29-30
    3.2.4 菌种的活化及出发菌株的筛选  30
    3.2.5 诱变方法  30
    3.2.6 突变菌株的筛选方法  30
    3.2.7 遗传稳定性试验  30-31
  3.3 实验结果与讨论  31-33
    3.3.1 出发菌株的分离筛选  31
    3.3.2 诱变结果  31-33
  3.4 小结  33-34
第4章 突变株产木聚糖酶发酵条件的优化  34-48
  4.1 引言  34
  4.2 材料与方法  34-39
    4.2.1 菌种及培养基  34
    4.2.2 试剂与实验仪器  34-35
    4.2.3 木聚糖酶活力的测定方法  35
    4.2.4 各种因素对产酶的影响  35-36
    4.2.5 响应面试验设计模型的建立与分析  36-39
  4.3 结果与分析  39-47
    4.3.1 各种因素对产酶的影响  39-43
    4.3.2 产酶发酵培养基最适组成的确立  43-47
  4.4 小结  47-48
第5章 木聚糖酶的分离纯化与酶学性质的研究  48-64
  5.1 引言  48
  5.2 材料与方法  48-54
    5.2.1 菌种与培养基  48
    5.2.2 试剂与实验仪器  48-50
    5.2.3 木聚糖酶粗酶的制备  50
    5.2.4 木聚糖酶的分离纯化  50-52
    5.2.5 木聚糖酶的纯度分析及分子量测定  52-53
    5.2.6 木聚糖酶酶学性质的研究  53-54
  5.3 结果与分析  54-63
    5.3.1 木聚糖酶的分离纯化结果  54-57
    5.3.2 木聚糖酶酶蛋白纯度鉴定及分子量测定  57
    5.3.3 木聚糖酶酶学性质的研究结果  57-63
  5.4 小结  63-64
第6章 结论与展望  64-66
  6.1 结论  64
  6.2 展望  64-66
参考文献  66-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 其他化学工业 > 发酵工业 > 酶制剂（酵素）
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