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甘肃牧区产脂肪酶微生物的筛选、培养条件和酶学性质的研究

作　者: 孙国政
导　师: 甘伯中
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 动物食品营养与工程
关键词: 脂肪酶筛选鉴定产酶条件酶学性质
分类号: TQ925
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

脂肪酶（lipase,EC3.1.1.3）全称甘油三酯水解酶,是一类重要的甘油酯键水解酶,能够在油水界面催化甘油三酯水解生成脂肪酸和甘油,也可催化合成脂类化合物酯交换。因此,脂肪酶在食品、制药、皮革生产、洗涤剂、造纸、环保等许多工业领域中均有广泛的应用。近年来,微生物脂肪酶以其独特的优势成为人们关注的热点,已在工业中得到越来越广泛的应用。本研究从甘肃省天祝、甘南牧区的牦牛乳酥油、曲拉及牦牛生活环境的土样中筛选产脂肪酶微生物,对复筛得到的一株高产脂肪酶菌株进行鉴定,并对其产酶条件、分离纯化条件和酶学性质进行了研究。结果表明:1.从采集的样品中共筛选得到10株产脂肪酶微生物,复筛结果显示,菌株S122产脂肪酶活力较高（39U/mL）;菌株S122菌落呈圆形平面扩散,乳白色,短绒状或近于粉状;显微镜下观察,菌体分支,成单个或链状的节孢子,节孢子呈长筒形或方形,也有椭圆或圆形;根据《真菌鉴定手册》进行形态学鉴定并经26S rDNA分子鉴定,其为地霉属（Geotrichum LK.）,命名为Geotrichum sp. S122。2.采用单因素试验对菌株Geotrichum sp. S122的产酶条件:温度、接种量、装液量、摇床转速、发酵周期和培养基初始pH值进行了研究;采用Plackett-Barman和CCD试验设计优化产脂肪酶培养基。结果表明:Geotrichum sp. S122最佳的产酶培养基为:蔗糖35.54g/L,蛋白胨30.00g/L,尿素5.00g/L,硫酸镁1.00g/L,硫酸锌0.50g/L,硫酸亚铁0.50g/L,硫酸锰1.02g/L,氯化钙1.00g/L,磷酸氢二钾5.00g/L;最适发酵条件为:培养基初始pH值8.0,培养温度28℃,接种量4%,装液量60mL/250mL,摇床转速200r/min,发酵周期96h。3.采用双水相（ATP）萃取法对Geotrichum sp.S122脂肪酶进行分离纯化试验结果表明,双水相体系中PEG浓度10%,（NH₄）2SO4浓度10%,NaCI浓度2%,pH值5.0时萃取效果最好,酶活收率达78%。4.对Geotrichum sp.S122脂肪酶酶学性质研究表明,最适作用温度为30℃,最适pH值为10.0;该酶在30和40℃下处理时,酶活损失率不大,在50和60℃下处理时,酶活损失率较大;pH值在8～11酶活最为稳定,说明此酶属于中温碱性脂肪酶;K⁺、Na⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Fe²⁺和Mn²⁺对酶有不同程度的抑制作用,Zn²⁺抑制作用最强,而Mg²⁺离子对酶具有激活作用。

全文目录

摘要  3-4
Summary  4-9
第一部分文献综述  9-27
  1 脂肪酶  9-10
    1.1 脂肪酶的定义及分类  9
    1.2 脂肪酶的分子结构特性  9-10
    1.3 脂肪酶的催化反应特性  10
  2 脂肪酶的来源  10-12
  3 微生物发酵生产脂肪酶  12-18
    3.1 菌种选育  12-13
    3.2 发酵产脂肪酶条件的优化  13-17
      3.2.1 发酵产脂肪酶的碳源  14-16
      3.2.2 发酵产脂肪酶的氮源  16
      3.2.3 无机盐离子  16-17
      3.2.4 培养基初始pH 值  17
      3.2.5 发酵产酶的温度  17
      3.2.6 溶解氧  17
    3.3 脂肪酶的生产方法  17-18
  4 微生物脂肪酶的分离纯化  18-20
  5 脂肪酶常见的性质  20-21
    5.1 温度和pH 值对酶的影响  20
    5.2 金属离子对脂肪酶的影响  20
    5.3 抑制剂和去污剂对脂肪酶的影响  20-21
  6 脂肪酶的应用  21-24
    6.1 食品工业中的应用  21-22
    6.2 洗涤剂工业中的应用  22
    6.3 医药工业中的应用  22-23
    6.4 皮革工业中的应用  23
    6.5 造纸工业中的应用  23
    6.6 环境污染治理中应用  23
    6.7 合成手性化合物  23-24
    6.8 油脂改性  24
  7 本课题的主要研究内容  24-27
    7.1 研究的主要内容  24-25
    7.2 研究路线  25-27
第二部分研究部分  27-55
  1 引言  27
  2 材料与方法  27-33
    2.1 材料  27-28
      2.1.1 样品的采集  27
      2.1.2 试剂及配制  27-28
      2.1.3 培养基  28
      2.1.4 主要仪器设备  28
    2.2 方法  28-33
      2.2.1 产脂肪酶微生物的筛选  28-29
      2.2.2 菌种鉴定  29
      2.2.3 Geotrichumsp.S122 发酵产酶条件确定  29
      2.2.4 Geotrichumsp.S122 发酵产酶培养基的优化  29-31
      2.2.5 Geotrichumsp.S122 脂肪酶分离纯化  31
      2.2.6 Geotrichumsp.S122 脂肪酶性质初步研究  31-32
      2.2.7 测定方法  32-33
  3 结果与分析  33-50
    3.1 产脂肪酶微生物的分离筛选  33
    3.2 菌株的鉴定  33-35
      3.2.1 形态学鉴定  33-34
      3.2.2 分子鉴定  34-35
    3.3 Geotrichumsp.S122 发酵产脂肪酶条件的确定  35-38
      3.3.1 培养温度对发酵产酶的影响  35-36
      3.3.2 培养基初始pH 值对发酵产酶的影响  36
      3.3.3 发酵时间对发酵产酶的影响  36-37
      3.3.4 装液量对发酵产酶的影响  37
      3.3.5 不同接种量对发酵产酶的影响  37-38
      3.3.6 摇床转速对发酵产酶的影响  38
    3.4 Geotrichumsp.S122 发酵产酶培养基的优化  38-45
      3.4.1 单因素试验  38-40
      3.4.2 Plackett‐Burman 和中心组合设计优化培养基  40-45
    3.5 Geotrichumsp.S122 脂肪酶分离纯化  45-48
      3.5.1 PEG 浓度对脂肪酶分配系数的影响  45-46
      3.5.2 (NH_4)_2S0_4 浓度对脂肪酶分配系数的影响  46
      3.5.3 氯化钠浓度对脂肪酶分配系数的影响  46-47
      3.5.4 pH 值对脂肪酶分配系数的影响  47
      3.5.5 直线放大验证试验  47-48
    3.6 脂肪酶性质的研究  48-50
      3.6.1 脂肪酶的最适反应温度和热稳定性  48-49
      3.6.2 酶作用的最适pH 值和酸碱稳定性  49-50
      3.6.3 金属离子对酶活的影响  50
  4 讨论  50-53
    4.1 产脂肪酶微生物的筛选  50-52
    4.2 Geotrichumsp.S122 发酵产酶条件的优化  52
    4.3 脂肪酶Geotrichumsp.S122 的分离纯化及部分性质的研究  52-53
  5 结论与展望  53-55
    5.1 结论  53-54
    5.2 展望  54-55
参考文献  55-60
致谢  60-61
个人简介  61-62
导师简介  62

甘肃牧区产脂肪酶微生物的筛选、培养条件和酶学性质的研究

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