植物乳杆菌CLP0279发酵生产低温SOD培养基的优化

【目的】提高植物乳杆菌CLP0279发酵生产低温超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的能力。【方法】在单因素实验基础上,采用Plackett-Burman (PB)设计、Box-Behnken (BB)设计和响应面分析法(RSM),对发酵培养基进行优化。【结果】植物乳杆菌CLP0279产低温SOD最佳发酵培养基(g/L)：玉米粉25.000,磷酸二氢钾2.600,磷酸氢二钾1.830,硫酸铜0.011,硫酸锌0.014。在最佳培养基条件下产酶活力达到194.82 U/ml,是优化前的1.36倍。【结论】通过响应面分析,对植物乳杆菌CLP0279发酵生产低温SOD的培养基进行优化,明显提高了产酶能力。确定了磷酸氢二钾、硫酸铜和硫酸铵为发酵培养基中影响酶活的3个关键因子。研究结果为SOD的发酵放大提供了依据。     

天山冻土产低温脂肪酶菌株的筛选及其多样性分析

【目的】通过天山冻土细菌的分离和产低温脂肪酶菌株的筛选,了解天山冻土微生物的物种多样性和产脂肪酶菌株的系统发育多样性,为高效低温脂肪酶生物技术奠定基础。【方法】采用稀浓度的R2A、TSB平板涂布分离天山冻土中可培养细菌,通过选择性培养基筛选产低温脂肪酶的菌株。采用细菌常规生理生化实验、最适生长温度、耐盐性、产酶性能对分离菌株的生理学进行研究,通过16S rRNA基因序列分析确定产脂肪酶菌种的系统进化地位,通过BOX-PCR指纹技术对16S rRNA基因高度同源性的菌株进一步区分。【结果】分离筛选到78株可培养低温菌,选择培养基显示有17株可产低温脂肪酶,其中8株在两种选择培养基中均可产脂肪酶和酯酶。17株产酶菌分别隶属于5个系统发育类群、6个属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)占大多数(58.9%)。【结论】天山冻土中产低温脂肪酶的细菌具有较丰富的系统发育多样性,依据生长温度,均属于耐冷菌。     

低温脂肪酶产生菌的筛选、产酶发酵及粗酶性质研究

利用含有Tween 80的琼脂平板和摇瓶发酵法,从若尔盖高原土壤中筛选产脂肪酶菌株.通过菌落形态和菌体特征观察初步对菌种进行鉴定,得到一株产低温脂肪酶的适冷菌Pseudomonassp.DL-B,并设计正交试验对该菌株的产酶发酵培养条件进行了优化.摇瓶实验表明,该菌株最适产酶发酵培养基为:蔗糖10 g/L,蛋白胨20 ...     

费希尔曲霉脂肪酶在毕赤酵母中的优化表达及高密度发酵

【背景】脂肪酶广泛应用于纺织、食品、药品、皮革等工业领域,其在微生物中的异源表达研究进一步促进了脂肪酶产品的生产和应用。【目的】实现来源于费希尔曲霉的脂肪酶在毕赤酵母中的高效异源表达,探究其合适的表达及发酵条件,提高产量,降低成本。【方法】对费希尔曲霉的脂肪酶编码基因进行密码子优化后,应用pPIC9k质粒整合到毕赤酵母GS115基因组上,构建高产脂肪酶Lip605的毕赤酵母工程菌;并通过响应面发酵条件优化、筛选最适伴侣蛋白和高密度发酵相结合的方法,综合提高脂肪酶表达量。【结果】确定高产脂肪酶毕赤酵母工程菌的最优摇瓶发酵产酶条件为:甲醇3.103%(体积比),生物素0.4 mg/L,酵母粉11.5 g/L,酵母基础氮源培养基(yeast nitrogen base,YNB) 13.4 g/L,初始pH 6.4,装液量50 mL/250 mL,转速220 r/min,温度24°C,培养时间40 h。优化后的胞外脂肪酶酶活达到72.34 U/mL,较优化前提高了5.8倍;进一步选择12个伴侣蛋白分别与脂肪酶Lip605进行共表达,其中共表达伴侣蛋白Rpl10(pPICZA-RPL10)效果最佳,可使Lip605表达量进一步提高46.8%;在此基础上,经过10 L发酵罐分批补料的高密度发酵,工程菌株发酵142 h,胞外脂肪酶酶活最高达到680 U/mL,蛋白浓度为15.89 g/L。【结论】应用复合策略有效提高了脂肪酶Lip605在毕赤酵母中的发酵产量,为其进一步工业化生产奠定了良好的基础。     

产壳聚糖酶菌株的筛选、鉴定及酶学特性分析

【目的】利用筛选培养基,从福建沿海潮间带泥样中分离筛选产壳聚糖酶的菌株,并研究菌株的产酶特性。【方法】通过形态学观察,结合26S rDNA序列进行分类鉴定,采用DNS法测定酶活力。【结果】筛选得到产壳聚糖酶的菌株KQ-1002与草酸青霉(Penicillium oxalicum)的同源性为99%,并初步鉴定为青霉属的一种。发酵培养的最适温度为30°C,最适碳源为1.0%水溶性壳聚糖,最适氮源为1.87%(NH4)2SO4,最适pH为6.0。该菌株液体发酵培养72 h产壳聚糖酶活性最高,经优化后最高产酶量为18 U/mL。纯化后的壳聚糖酶经SDS-PAGE分析其分子量约40 kD。酶促反应最适pH为5.0,最适反应温度为55°C,Km值为1.293 g/L。在离子浓度为1.0×10 3mol/L时,金属离子Cu2+、Hg2+、Ag+对酶的活性均有强烈的抑制作用。壳聚糖酶对不同底物及脱乙酰度的壳聚糖具有不同的降解作用。【结论】筛选获得产壳聚糖酶的真菌菌株KQ-1002的壳聚糖酶活力经优化后提高了约7倍,是一株具有研究和应用潜力的产壳聚糖酶菌株。     

一株脂肪酶产生菌的筛选及产酶条件优化研究

通过利用溴甲酚紫显色培养基初筛和酶活测定法复筛得到产脂肪酶的一株细菌HP2,经形态学观察和生理生化测定初步鉴定该菌株为不动杆菌属。并对该菌株的摇床培养产酶条件进行了初步研究,采用正交试验对HP2菌株发酵产脂肪酶的条件进行了优化,得到最佳发酵条件为初始pH为7.7,培养温度为35℃,接种量(V/V)为1.5%,发酵周期为48 h,酶活力达到129.7 U/mL。     

重组谷氨酸棒杆菌发酵L-苯丙氨酸培养基的优化

【目的】提高重组谷氨酸棒杆菌发酵L-苯丙氨酸(L-phenylalanine,L-Phe)的产量。【方法】使用正交试验设计以及响应面优化法分别对种子培养基及发酵培养基进行优化,确定了重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe的最佳种子培养基及最佳发酵培养基。【结果】重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe最佳种子培养基(g/L):葡萄糖25.0,玉米浆25.0,硫酸铵15.0,硫酸镁1.0,磷酸二氢钾2.0,尿素2.0,p H 6.8-7.0;最佳发酵培养基(g/L):葡萄糖110.0,玉米浆7.0,硫酸铵25.0,硫酸镁1.0,磷酸二氢钾1.0,柠檬酸钠2.0,谷氨酸1.0,碳酸钙25.0,p H 6.8-7.0;在最佳培养基条件下L-Phe产量最高达到9.14 g/L,较优化前的7.46 g/L提高了22.5%。【结论】通过正交试验和响应面分析对重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe培养基进行优化,明显提高了L-Phe的产量,并确定了葡萄糖、玉米浆和硫酸铵为发酵培养基中影响L-Phe产量的3个关键因子。研究结果为L-Phe的发酵放大提供了依据。     

响应面设计优化绿僵菌固体发酵条件

【目的】为了提高绿僵菌分生孢子产量及孢子质量,应用响应面设计对金龟子绿僵菌菌株CY-1(Metarhizium anisopliae)进行固体发酵培养基的优化。【方法】单因素试验基础上,采用响应面试验设计方法优化培养基组分。【结果】添加了碳、氮营养的最佳固体发酵培养基为玉米粉:稻壳=8:2,料水比1:0.8,葡萄糖0.8%,硫酸铵2.5%,磷酸二氢钾0.8%;在固体培养基上的理论产孢量为7.45×10~9个/g;验证后实际为6.94×10~9个/g。【结论】运用响应面法对绿僵菌固体发酵的培养基成分进行优化,得到了绿僵菌孢子粉,为孢子粉进行地下害虫防治和制剂加工的研究奠定了基础。     

南极交替单胞菌R11-5产卡拉胶酶的发酵条件优化

【背景】极地寒冷环境中发现了大量具有潜在应用前景的冷适应酶,同时也存在种类繁多的海藻多糖降解菌,因此极端环境微生物是筛选获得新颖、高效多糖降解酶的重要新源泉。由于筛选培养基通常并非野生菌发酵产酶的最优条件,为了使野生菌的产酶效率达到最高,需要对其培养条件进行优化,从而为其深入研究及开发利用提供依据。【目的】对一株产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,并采用响应面法对该菌的发酵产酶条件进行优化。【方法】通过16SrRNA基因对产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,采用响应面法优化南极菌株产酶发酵条件。【结果】该南极菌属于交替单胞菌属(Alteromonas),命名为交替单胞菌R11-5。发酵条件优化结果显示,7个环境因子影响交替单胞菌R11-5的产酶量。利用Design-Expert软件中的Plackett-Burman设计实验,筛选出影响交替单胞菌R11-5产酶量的4个主要因素分别为培养温度、牛肉膏浓度、卡拉胶浓度和Ca~(2+)浓度。通过Box-Behnken设计和响应面分析得到交替单胞菌R11-5最佳产酶发酵条件为:温度15.0°C,牛肉膏浓度11.0 g/L,卡拉胶浓度3.0 g/L,Ca~(2+)浓度5.0 mmol/L。优化后发酵上清液酶产量达到87.193 U/mL,与优化前相比提高了1.8倍。【结论】响应面法提高了南极交替单胞菌R11-5卡拉胶酶的产量,为其开发应用提供了科学依据。     

海藻酸裂解酶高产菌株Microbulbifer sp.SH-1的分离、鉴定及其产酶条件优化

【目的】筛选一株海藻酸裂解酶高产菌株,并通过优化产酶条件提高海藻酸裂解酶活性。【方法】以海藻酸钠为唯一碳源的培养基,对福建漳州滨海土壤中的微生物进行筛选和分离,获得海藻酸裂解酶高产菌株;依据形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析对目的菌株进行鉴定;然后通过单因素和正交试验对其产酶条件进行优化。【结果】十六烷基吡啶(CPC)染色得到4株透明圈与菌落直径比值(D/d)3的菌株;DNS法测定4菌株发酵液中海藻酸裂解酶活力,其中菌株SH-1的海藻酸裂解酶活性最高,达到315.52 U/mL;经形态、生理生化和16S rDNA测序鉴定,将其命名为Microbulbifer sp. SH-1;通过单因素和正交试验优化,确定该菌株最适产酶培养基为:海藻酸钠10 g/L,NaCl 5 g/L,(NH_4)_2SO_45g/L,MgSO_40.2g/L,K_2HPO_41g/L,FeSO_40.02g/L。对培养条件的进一步优化结果发现,在初始pH 7.5、温度32°C条件下,以1%的接种量将SH-1菌株接入50 mL优化培养基中,240 r/min转速下振荡培养24 h,SH-1菌株产酶最大活性可达757.90 U/mL,比优化前提高了2.4倍。【结论】SH-1最佳产酶条件的建立,为海藻酸裂解酶的大规模制备以及更深层次研究提供了试验基础和理论依据。     

用GAP启动子在Pichia pastoris GS115中组成型表达鼠灰链霉菌腺苷酸脱氨酶

【目的】构建产AMP脱氨酶的重组毕赤酵母(Pichia pastoris GS115)菌株,并初步优化其发酵条件。【方法】以鼠灰链霉菌(Streptomyces murinus)基因组为模板PCR扩增获得腺苷酸脱氨酶基因AMPD,以pGAP9K为载体构建重组表达质粒pGAP9K-AMPD并通过电转化法转入Pichia pastoris GS115,筛选转化子对其酶活进行测定,并初步优化其发酵条件。【结果】构建了毕赤酵母重组菌,通过分光光度法测定,显示重组菌有明显的酶活;初步优化发酵条件为:该重组菌最适发酵培养基为:甘油2%,蛋白胨2%,酵母膏1%,KH2PO40.5%,MgSO4·7H2O0.05%,pH 6.0;发酵条件为:接种龄24 h,转接量3%,30°C﹑200 r/min培养96 h,取发酵上清液测定酶活,重组菌腺苷酸脱氨酶酶活达到2 230±60 U/mL。【结论】构建了一株产AMP脱氨酶活性较高的重组毕赤酵母菌株,并通过优化发酵条件使其酶活达到2 230±60 U/mL。为AMP脱氨酶工业化生产奠定了一定的基础。     

海洋来源链霉菌MY0504产纤溶酶的发酵条件优化

【目的】以发酵液纤溶酶活力为指标,优化海洋来源的链霉菌菌株MY0504的发酵条件。【方法】在菌株生长曲线及单因素试验基础上,采用Plackett-Burman设计筛选影响纤溶酶活性的主要因素,进一步用最陡爬坡试验及Box-Behnken中心组合设计法优化发酵条件。【结果】纤溶酶活性最高的发酵条件为:葡萄糖21.68 g/L,酵母粉25.31 g/L,NaCl5.0 g/L,K_2HPO_4·3H_2O3.0 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.5 g/L,FeSO_4·7H_2O 0.02 g/L,装液量50 mL(250 mL摇瓶),接种量10%(体积比),初始pH 7.5,温度24°C,转速200 r/min,培养时间4.5 d。发酵液纤溶酶活性可达2 190.6 U/mL。【结论】确定了MY0504菌株产纤溶酶的最优发酵条件,为该酶的进一步分离纯化及性质研究奠定基础。     

土壤中高产蛋白酶菌株产酶条件及酶学性质

【背景】微生物蛋白酶已经成为工业用蛋白酶的主要来源,筛选具有特殊环境适应性的微生物成为生物酶资源的开发热点。【目的】通过对青藏高原土壤微生物产蛋白酶菌株的筛选、优化及相关特性研究,寻找新的蛋白酶资源,为高原菌种资源利用提供科学依据。【方法】采用形态学和分子生物学对筛选菌株进行菌种鉴定,利用单因素试验和正交试验对菌株进行发酵条件优化及酶学性质的探究。【结果】筛选出一株高产蛋白酶菌株XC2,经鉴定菌株XC2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。XC2最优产酶条件:可溶性淀粉4.0%,牛肉膏1.0%,K~+0.6%,培养温度34°C、初始pH 7.0、接种量2.0%的条件下200 r/min振荡培养13 h,所产蛋白酶活力最高为638.5 U/mL。XC2所产蛋白酶最适反应温度60°C,最适pH9.0;40-50°C、pH8.0-10.0条件下酶活稳定性较高;Mn~(2+)对酶活力有明显激活作用,而Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Fe3+对酶活力有明显抑制作用。【结论】枯草芽孢杆菌XC2有较强的产碱性蛋白酶的能力,具有较好的应用前景。     

地衣芽孢杆菌TG116胞外蛋白酶产酶条件与酶学性质

【背景】从独角莲中分离得到的地衣芽孢杆菌TG116是一株对植物病原菌具有广谱抗性作用的生防菌株。【目的】优化TG116的产酶条件并探索其酶学性质,进一步了解其抗菌机制。【方法】采用Folin-Phenol显色法与响应曲面法,优化菌株TG116的产酶条件并研究其蛋白酶的酶学性质。【结果】菌株TG116产酶最适条件为:温度40.83°C,p H 8.01,发酵时间53.74 h,增加通气量可以显著提高酶活力。按照优化后的条件培养48 h后,上清液蛋白酶活力从57.46 U/mL达到了254.07 U/mL。酶学性质研究表明:该酶为碱性蛋白酶,最适反应pH为8.5,最适反应温度为50°C,具有良好的温度和pH稳定性,EDTA对酶活具有强烈的抑制作用,金属离子Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+、Co~(2+)、K~+等对酶活也具有一定的抑制作用。【结论】菌株TG116具有良好的p H与温度稳定性,在实际应用中蛋白酶不易失活,可以分解真菌的细胞壁蛋白成分,破坏细胞壁结构,从而抑制甚至杀死病原菌,达到抗菌作用。     

寄生曲霉CICC40365利用木糖产L-苹果酸的发酵条件优化

【目的】为提高L-苹果酸产量及木糖利用率,以寄生曲霉(Aspergillus parasiticus CICC40365)为菌种,木糖为碳源,对其发酵工艺及木糖代谢途径进行初步研究。【方法】采用单因素试验和响应曲面法(Box-Behnken设计)对培养基和发酵条件进行优化。【结果】获得最佳培养基配方为:木糖100.0 g/L、硫酸铵2.0 g/L、酵母浸粉3.0 g/L、硫酸镁0.20 g/L、硫酸锰0.15 g/L、硫酸亚铁0.08 g/L、碳酸钙80.00 g/L,L-苹果酸的产量为53.58 g/L,较优化前提高40.5%。发酵条件较好组合为:接种量为8%(体积比)、摇瓶装液量60 mL/250 mL、发酵温度32°C、摇床转速170 r/min、发酵周期8 d,L-苹果酸的产量为55.47 g/L。Mg2+、Mn2+对木糖代谢中相关酶的影响研究结果表明,木酮糖激酶在该菌株代谢木糖过程中起着重要作用。【结论】寄生曲霉CICC40365能够较好地利用木糖发酵产L-苹果酸,其产量及木糖的利用效率均得到提高。     

一株产纤维素酶菌株的分离、鉴定及产酶特性

【目的】筛选并鉴定一株产纤维素酶的菌株,初步探究该菌的产酶特性,为综合利用纤维素筛选菌源。【方法】在常温条件下,采用滤纸培养基对菌种富集,采用CMC-Na初筛纤维素降解菌,采用LB培养基分离纯化菌株,经形态学、生理生化特征试验、16S r RNA基因序列测定等分析筛选菌株的系统分类地位。单因素试验确定培养时间、培养温度、初始p H及Na Cl浓度对筛选菌株产酶活力的影响。【结果】从腐烂的玉米秸秆中分离出一株在常温下产纤维素酶细菌KZ-2,根据菌落形态特征、生理生化特征鉴定以及16S r RNA基因序列分析,初步鉴定KZ-2为肠杆菌(Enterobacter sp.),为潜在新种。产酶条件实验显示:该菌使用产酶发酵培养基120 h产酶量达到最大值,在25–35°C、初始p H 4.5–5.5、Na Cl浓度1.0%–2.0%范围内为最佳产酶条件,在最适条件下酶活可达80.93 U/m L。该菌株所产纤维素酶最适反应p H为7.0,最适反应温度为50°C。【结论】KZ-2是一株具有降解纤维素能力的细菌,在常温下即可分泌纤维素酶,并且该菌株为潜在新种,具有潜在的开发价值。     

高产纤溶酶菌株CNY16发酵条件优化及其酶学特性初步研究

【目的】通过响应面试验对产纤溶酶菌株CNY16发酵条件进行优化,并对其酶学特性进行初步研究。【方法】采用Plackett-Burman设计得出酵母膏、氯化钠、转速3个最重要影响因素,通过最陡爬坡实验逼近酶活的最高区域,然后根据Box-Behnken中心组合设计实验对显著因素进行优化分析,最后对该酶学性质进行初步分析。【结果】最终得到3个因素的最优组合:酵母膏3.28%,氯化钠1.14%,转速166 r/min,在此培养条件下,纤溶酶活达到875.932 U/mL,比优化前提高了46%;该菌株产纤溶酶最适温度为30°C,最适pH为6.5。【结论】确定了高产纤溶酶菌株CNY16的最优发酵条件及其部分酶学性质,为该酶的进一步深入研究及中试实验奠定基础。     

解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌物质培养基及发酵条件优化

【目的】优化解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌活性物质发酵培养基及发酵条件。【方法】以马铃薯葡萄糖液体培养基为基础,依据发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈的单因素试验结果,采用Box-Behnken响应面法优化发酵培养基,二次通用旋转组合设计,频率分析法优化发酵条件。【结果】影响发酵液抑菌活性的培养基主要组分为马铃薯、蔗糖和L-谷氨酸钠,最优发酵培养基配方为:马铃薯188.0 g/L,蔗糖22.0 g/L,L-谷氨酸钠1.80 g/L,培养基成本为0.81元/L;最佳发酵条件为:接种量6%、发酵温度30°C、装液量40 mL/250 mL、摇床转速185 r/min、发酵时间24 h、初始pH 7.0。优化后发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为30.82 mm,较优化前的18.22 mm增加了12.60 mm。【结论】优化后的培养基和发酵条件提高了解淀粉芽胞杆菌PC2发酵液的抑菌活性,为该菌株的工业化生产应用提供了依据。     

一株耐热脂肪酶产生菌的筛选及酶学性质研究

从云南省富油地采取了60份土样中,利用透明圈法筛选出一株耐热脂肪酶产生菌。对其酶学性质和发酵条件进行了研究,酶学性质表明,该酶最适作用温度为50℃,最适pH6.0,在pH3.0-8.0范围内稳定,在60℃保温60 min酶活还保留70%;70℃保温60 min残余50%;具有良好的热稳定性;不同金属离子有不同的作用,Ca+,K+对酶有激活作用,Fe3+、Pb2+、Mn2、Cu2+、Al3+、Zn2+对酶活有抑制作用。EDTA对酶影响不大。产酶最佳条件为:MgSO4.7H2O 0.05 g,K2HPO40.1 g,CaCO30.25 g,可溶性淀粉2.5 g,大豆粉2.5 g,装液量50 mL。这株细菌通过培养基优化酶活达到20.3 U/mL。