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中性纤维素酶工程菌培养基优化及酶产品研制

作　者: 何江波
导　师: 陈惠
学　校: 四川农业大学
专　业: 生物物理学
关键词: 巨大芽孢杆菌中性纤维素酶内切葡聚糖酶培养基优化发酵条件
分类号: Q814
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

纤维素是世界上产量最大的碳水化合物,目前自然界中仅有一小部分得到了利用。利用微生物生产的纤维素酶将其转化为人类急需的能源、食物、化工原料,对解决能源危机、食物短缺、环境污染具有重大的现实意义。本实验室从筛选出一株高产中性纤维素酶的枯草芽孢杆菌中,克隆获得产中性纤维素酶(内切葡聚糖苷酶)基因(Genbank登录号：DQ782954),并在巨大芽孢杆菌中成功得到表达,构建出高产、稳定的产中性纤维素酶的巨大芽孢杆菌工程菌WH320-pHIS1525-G7。本研究在此基础上对该工程菌的培养基进行了优化与在5L发酵罐中发酵条件进行了研究,以及对粗酶产品研制工艺进行了摸索,结果如下：1、通过对WH320-pHIS1525-G7工程菌的培养基进行优化,确定了以麦麸为碳源、玉米浆为氮源适用于工业生产的培养基(麦麸2.5%、玉米浆1.5%, KH2PO4 0.75%, MgSO4 0.04%、NaCl 0.25%)。该培养基与原LB-CMC培养基比,其酶活提高了6.7%,该培养基中主要成份麦麸、玉米浆原料来源广泛,价格便宜,适宜于工业化生产。2、在优化的培养基的基础上,通过对WH320-pHIS1525-G7工程菌在5L发酵罐中发酵条件的研究,确定了该工程菌的发酵条件为：温度37℃,pH 7.0,罐压0.03-0.05 Mpa,转速600 r/min,装液量3 L,接种量10%,培养4h后以0.25g/L／h的流速流加木糖10 h,发酵16h后,以恒溶氧方式流加补料8 h,共补加料320 mL。发酵过程控制溶氧≥30%。发酵结束后将发酵液冷冻离心取上清测酶活,其酶活达到3846.48 U／mL,是摇瓶发酵的4.1倍。3、本研究建立了纤维素粗酶产品生产工艺：发酵液经冷冻离心除去菌体后得到粗酶液,然后添加甘露醇终浓度为15 mg/mL,采用细米糠与淀粉(9：1)作为载体,与发酵液1：1(W：V)进行混合制粒,40℃恒温干燥至水分5%,然后喷涂载体质量分数10%的NaCl,40℃恒温干燥至水分5%,用载体质量分数0.5%的壳聚糖进行包被,经过80℃空气热处理0.5 h,测得剩余酶活95.4%,得到直径为5～8mm的黄色粗酶颗粒。

中性纤维素酶工程菌培养基优化及酶产品研制

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