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高产脂肪酶菌株的选育研究

作　者: 王金主
导　师: 袁建国
学　校: 济南大学
专　业: 生物化工
关键词: 白地霉低温脂肪酶单因素设计 Plackett-Burman设计响应面设计
分类号: TQ925.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

脂肪酶是一种催化甘油三酯水解的酶,它催化天然底物油脂水解,生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。脂肪酶基本组成单位仅为氨基酸,通常只有一条多肽链,它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。脂肪酶是拥有多种催化反应的酶,能够催化三酰甘油酯和其它一些不溶水酯类的酯化、醇解、水解、转酯化及酯类的逆向合成等反应,根据反应体系的不同脂肪酶表现出不同的活性,如在油水界面可以促进酯水解,但在有机相中则酶促合成和酯交换反应。脂肪酶广泛的存在于动植物和微生物中。研究脂肪酶主要研究脂肪酶的最适温度与最适pH、对温度与pH的稳定性以及底物特异性等方面。微生物脂肪酶能够有更广的pH和温度范围,所以工业上生产脂肪酶主要选择微生物。脂肪酶是重要的工业酶制剂品种之一,主要应用于食品、医药、日化、以及油脂加工等方面。具有转酯化或酯化功能的脂肪酶对酶催化合成精细化学品和手性化合物有重要意义。脂肪酶能增加和改进食品的风味和香味,生产各种香精酯,提高食用油营养价值和增加食用油的花色品种,改善面包质量,改善蛋白的发泡,消旋混合物的光学拆分等。脂肪酶还有一个重要的作用是应用于生物柴油的生产中。生物柴油是近年来研究的类似于柴油的一种生物质可再生能源。生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯,在脂肪酶的催化作用下,醇类物质与天然植物油或动物油脂中的主要成分甘油三酯发生酯交换反应,利用甲氧基取代脂肪酸上的甘油基,从而形成三个长链的脂肪酸甲酯,改善了油料的粘度和气化性能,达到了燃料的要求。从土壤、饭店油烟机排气孔、屠宰场下水道土壤和饭店排污池等地取得约160份土样,通过罗丹明B平板初筛和摇瓶发酵复筛选出14株产脂肪酶量高的菌株,其中一株的最高产量为6.75U/mL,以此菌株为出发菌株再进行诱变选育。通过菌株的菌落形态、单细胞形态和生理生化性质,参照《真菌鉴定手册》,命名此菌株为白地霉Geotrichum candidum L-8。白地霉Geotrichum candidum L-8初始产酶量为6.75U/mL,通过紫外-光复活诱变对菌株进行诱变,使菌株产量提高到12.08U/mL,使产量提高了78.96%。对白地霉Geotrichum candidum L-8培养基和发酵条件优化,经过单因素试验、Plackett-Burman设计和响应曲面设计法优化之后产酶量达到27.96U/mL,最佳培养基麸皮5%,大豆油量1.4%,玉米浆粉5%,磷酸氢二钾0.6%,氯化钾0.1%,硝酸钠0.4%,硫酸镁0.3%,培养条件为装液量30mL,于30℃,110rpm条件下培养24h。最后对白地霉Geotrichum candidum L-8产出的脂肪酶进行研究,发现此酶的最适温度为30℃、最适pH为7.0,确定此菌株产低温中性脂肪酶。

高产脂肪酶菌株的选育研究

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