产糖化酶黑曲霉固定化方法比较的研究

采用海藻酸钙凝胶电埋法、以沸石、多孔聚酯等材料为固定化载体的吸附法固定黑曲霉（Aspergillus niger AS3.4309)菌丝细胞,以游离菌丝体作为对照,进行发酵产糖化酶的比较,结果表明：以聚酯泡沫作为固定化载体吸附固定化菌丝细胞产糖化酶活力最高。在产糖化酶的发酵过程中,与游离菌丝体细胞相比,固定化黑曲霉持续产酶时间有一定程度的延长。     

蓝光诱导促进黑曲霉产糖化酶的研究

考察了蓝光对黑曲霉产糖化酶的影响并采用扫描电镜观察蓝光下黑曲霉形态发育过程,结果表明,与黑暗对照组相比,蓝光处理使菌丝粗壮,孢囊增大,分生孢子发育提前,黑曲霉糖化酶活力增加,孢子发育和产糖化酶的进程有一定的对应性。黑曲霉在黑暗下生长至36h时,经蓝光诱导糖化酶产量提高更为明显,提示了黑曲霉存在一个对蓝光反应产生最适光感应的发育阶段,对于光调节黑曲霉产糖化酶来说,蓝光诱导的光强由弱到强,比持续蓝光培养或采用较高光强诱导效果更好,表明黑曲霉产糖化酶存在一种光适应机制,能够感应和适应光强度变化,调节其自身代谢。从抑制性扣除杂交实验和蓝光光强变化对差异基因表达的分析来看,糖化酶基因以及呼吸链中部分氧化还原酶基因在蓝光诱导下表达皆有增强,蓝光信号转导影响了核基因编码的线粒体呼吸链相关酶基因表达水平,交替氧化酶可能参与了蓝光信号途径,影响了黑曲霉产糖化酶和孢子发育。研究结果可为在现有水平上应用蓝光调节提高糖化酶产量找到新的技术突破口和提供新思路。     

蓝光促进黑曲霉分生孢子发育和产糖化酶的研究

以黑暗为对照 ,研究了不同光质对黑曲霉产糖化酶及生长发育的影响。持续蓝光作用下 ,孢子萌发后菌丝较粗 ,菌丝细胞顶端膨大显著 ,菌丝细胞膜的通透性增加 ,残糖消耗快 ,孢子和孢子穗增大。在 3(4d时 ,蓝光下菌丝产糖化酶活力最高达 6 6 0 (30U mL ,比黑暗高出了 15. 4 % ,生物量增加了 4 9. 4 8% ,菌丝细胞可溶性蛋白含量提高了10 0. 5 6 % ,尤其是在开始产孢子的阶段 ,蓝光下黑曲霉产糖化酶活力、生物量有很大提高。研究表明 ,蓝光明显促进黑曲霉分生孢子发育和产孢阶段包括糖化酶在内的多种淀粉酶活力的迅速增加。     

产糖化酶黑曲霉的固定化研究

采用多孔聚酯材料作为固定化载体,考察并比较了载体吸附固定化黑曲霉菌丝细胞的条件,当菌丝体细胞与载体预培养的条件为pH值5.0、孢子浓度为105个/ml、固液比为1/75时,有利于菌丝体的生长、吸附固定及发酵产酶.在产糖化酶的发酵过程中,与游离菌丝体细胞相比,发酵过程持续产酶时间有一定程度的延长,产糖化酶活力始终高于游离菌丝体.     

黑曲霉产糖化酶黑箱模型的构建和应用

利用碳限制恒化实验研究了黑曲霉生长和糖化酶生产之间的相关性,结果表明当比生长速率低于0.068 h–1时,菌体生长与产酶是相关的,当比生长速率大于0.068 h–1时,菌体生长与产酶不相关。根据恒化实验结果获得黑曲霉葡萄糖底物消耗的Monod动力学模型,并结合葡萄糖和氧消耗的Herbert-Pirt方程和产物形成的Luedeking-Piret方程构建黑曲霉产糖化酶的黑箱模型。应用该模型设计指数补料分批发酵实验控制菌体比生长速率在0.05 h–1,使糖化酶的得率最高达到0.127 g糖化酶/g葡萄糖,并成功地使用模型描述了黑曲霉产糖化酶的发酵过程。实验值和模拟值进行比较表现出很好的适用性,表明黑箱模型可以用于指导黑曲霉产糖化酶发酵过程的设计和优化。     

生淀粉糖化酶催化位点氨基酸及酶合成调控的初步研究

通过对Rhizopus OR-1UVN菌种所产生淀粉糖化酶在不同底物不同缓冲溶液条件下酶最适pH的测定,推测出该生淀粉糖化酶活力中心催化位点氨基酸是天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)。实验证明5～50mg/mL浓度葡萄糖对生淀粉糖化酶没有抑制作用。分别以浓度<5mg/mL葡萄糖和淀粉为碳源的培养基进行不同碳源发酵实验,发现以淀粉为碳源的培养基Ⅰ发酵15h开始产生淀粉糖化酶,以葡萄糖为碳源的培养基Ⅱ发酵35h开始产酶(葡萄糖浓度<8mg/mL),而且前者菌体较后者少,由此可知葡萄糖对产酶有阻遏作用。实验还发现解阻遏熟淀粉糖化酶的葡萄糖浓度(15mg/mL)比生淀粉糖化酶的要高。由于葡萄糖的阻遏作用不发生在翻译水平,而发生在转录水平上,而且生淀粉糖化酶(G1)与熟淀粉糖化酶(G2)来自同一条DNA链,可以推测存在mRNA的拼接。通过以生淀粉为碳源的比较实验,发现生淀粉对生淀粉糖化酶形成的诱导作用可能主要是通过mRNA拼接的调节来实现的。     

低温生淀粉糖化酶菌株RS01分离及其酶学性质

自渤海湾海泥中分离得到一株产低温生淀粉糖化酶能力较强的菌株RS01,经形态学、生理生化特性及16S rRNA分析将其鉴定为气单胞菌属。对该菌株产的低温生淀粉糖化酶酶学性质进行初步研究,结果表明其最适酶反应温度为30℃,酶的热稳定性比较差,最适pH为5.4,经TLC鉴定酶解产物中有葡萄糖,表明该分离菌株具有产低温生淀粉糖化酶的能力。     

新一代糖化酶高产菌株的选育及其工业应用

【目的】建立对糖化酶生产菌种黑曲霉随机突变文库进行筛选的方法,以获得糖化酶酶活提高的突变菌株。【方法】以一株可产糖化酶的黑曲霉菌株Aspergillus niger X1为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变获得突变文库,采用葡萄糖的结构类似物——2-脱氧葡萄糖进行筛选,并在筛选过程中逐渐提高2-脱氧葡萄糖浓度,定向选育具有2-脱氧葡萄糖抗性、高产糖化酶的突变株。【结果】获得的高产突变菌株DG36摇瓶发酵糖化酶产量比出发菌株A.niger X1提高22.2%–33.8%,经工业水平50 m~3罐发酵测试,突变株DG36发酵128 h糖化酶活可达49094 U/m L,在相同发酵时间内,其酶活较出发菌株A.niger X1提高32.8%,发酵时间缩短16.9%。【结论】本研究开发了一种以2-脱氧葡萄糖为抗性标记选育高产糖化酶突变株的方法,所得突变株DG36遗传性状稳定,与出发菌相比具有菌丝粗壮、产酶期提前、糖化酶活高、发酵时间短、有利于发酵后处理的优点。     

黑曲霉变异株A.S.3.4309产葡萄糖淀粉酶的研究 1.发酵条件的研究

关于葡萄糖淀粉酶(简称糖化酶)的研究,国外近年来发展较快,我们为更好地发挥菌株的产酶潜力,研究了黑曲霉变异株A.S.3.4309的发酵条件。     

一株曲霉的一种中温糖化酶的纯化及其部分酶学特性

本研究从广西花坪自然保护区采集的土壤中筛选获得了一株产糖化酶丝状真菌菌株57-45,通过形态学观察和真菌内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列比对分析,将其初步鉴定为曲霉属(Aspergillus sp.)的一个种。纯化真菌57-45所产的一种胞外糖化酶经过硫酸铵分级沉淀、疏水层析和阴离子交换层析三步蛋白质纯化步骤,得到在SDS-PAGE上约60kD的单一蛋白质条带,薄层层析分析表明该纯化的蛋白质水解可溶性淀粉的产物只有葡萄糖,证明该纯化的蛋白质为糖化酶。纯化的糖化酶Km值为1.9mg/mL,Vmax为4148μmol/(min·mg),最适作用pH5.5,最适作用温度50℃,在同步糖化发酵中有应用的潜力。金属离子Fe3+、Zn2+、Cu2+对酶活有较强的抑制作用,EDTA对酶活有较强的促进作用。本文结果将为进一步研究曲霉糖化酶的酶学特性提供新的材料。     

高产Monacolin K纯种红曲培养条件的研究

本实验对已有的十株红曲霉菌株进行纯种制曲,筛选出一株生长良好、Monacolin K含量高、不产桔霉素、产色素能力强及糖化酶活力相对较高的红曲霉菌株.以大米为原材料,采用液固联合制曲法,通过单因素实验对纯种红曲的培养条件进行优化.结果表明,固体培养基初始含水量为45％,接种量为8％,变温培养红曲时,红曲霉M-7所得纯种红曲最佳,其Monacolin K含量高达243 μg/g,色价450 U/g,糖化酶活力4 289 U/g.与优化之前比较,Monacolin K含量提高了37.2％.     

糖化酶生产工艺的改进

在前面研究的基础上,仍采用黑曲霉突变株ＷＭＣ－１５为产酶菌株,对糖化生产和提取工艺进行了较大的改进,提高了菌株的产酶缩短了发酵时间,提高回收率,大幅度降离糖化酶的生产成本,按最佳的培养基配方和发酵工艺条件,采用突变株ＷＭＣ－１５仅发酵９６小时左右,酶活力可达２５,０００ｕ／ｍｌ以上,对提高我国的糖化酶活力及设备利用率都具有现实意义。     

黑曲霉变异株UV-11-48的选育及产糖化酶条件的研究

以黑曲霉(Aspergillus niger)变异株UV-11为出发菌株,经亚硝基胍多次诱变,获得一株比亲株产糖化酶活力提高30%左右的变异株UV-11-48。对UV-11-48菌株进行了发酵条件及酶系组成等的研究。固体曲生产性试验,种曲糖化酶活力最高达12240u/g,麸曲酶活力平均8000—9000u/g,最高达11700u/g,在酿酒工业固体曲生产中,取得明显经济效益。     

携多拷贝glaA的重组黑曲霉过量合成糖化酶的研究

以工业生产菌株黑曲霉CICIMF0410基因组DNA为模板,扩增出糖化酶glaA基因,测序并进行表达研究。GlaA基因的核苷酸序列长为2167bp,包含4个内含子。氨基酸序列比对表明此黑曲霉糖化酶与其他曲霉属来源的糖化酶有很高的同源性。将glaA基因克隆到pBC-Hygro载体中,构建重组质粒pBC-Hygro-glaA并转化A.nigerF0410。携多拷贝glaA的转化子用150μg/mL潮霉素抗性筛选并通过荧光实时定量PCR鉴定。结果表明,在染色体整合2~3倍糖化酶基因对糖化酶的过量合成是适宜的,有助于提高糖化酶活力。对转化子进行摇瓶发酵研究,发酵终止时转化子GB0506的糖化酶活力比出发菌株F0410提高了17.5%。因此,增加黑曲霉染色体糖化酶基因的拷贝数可以显著提高糖化酶活力。     

不同培养方式下dCO_2对黑曲霉发酵产糖化酶的影响

通过在进气中混入部分CO_2气体,在分批培养和恒化培养两种培养方式下研究了不同dCO_2水平对黑曲霉产糖化酶的影响。在分批培养方式下,较高的dCO_2对细胞的生长具有抑制作用,并且随着dCO_2水平的增加,抑制程度加强,但是较高浓度的dCO_2对糖化酶的合成有利。而恒化培养时,低稀释率D_1=0.05/h下,较高的dCO_2对细胞的生长并没有明显的抑制作用,但有利于糖化酶合成。高稀释率D_2=0.08/h下,较高的dCO_2对细胞的生长有明显的抑制作用,并且抑制程度随着dCO_2水平的增加而加大。以上实验结果表明,dCO_2对细胞生长和糖化酶合成的影响不仅和dCO_2水平有关,也和培养方式及细胞所处的特定代谢状态有关。这对于黑曲霉产糖化酶工业放大过程中补料分批发酵中比生长速率的设计具有很好的指导作用。     

黑曲霉变异株SP—56在糖化酶生产工业中的应用

黑曲霉变异株ＳＰ－５６是以变异株Ｐ－１０为出发菌株,经亚硝基胍反复处理后获得的一株糖化酶高产菌株。它对各种原料（碳、氮）适应性较广,不需要玉米浆,原料来源丰富,价格低廉,用ＳＰ－５６生产糖化酶,经实验室小试和１０Ｔ发酵罐投产应用,实际使糖化酶发酵单位达到１４０００Ｕ／ｍ１以上,稳定性好,产酶速度快,工艺简单,一次投料到发酵结束不需添加任何原料。酶系较纯,每年可提高产量３００Ｔ以上,而且糖化酶质量稳定、纯度高、性能好,便于在酶制剂生产厂家推广应用。     

疏水吸附法稳定糖化酶的研究

 本文提出了一种新的稳定糖化酶的方法。用带有疏水基团的亲水性多糖,可以方便有效地稳定糖化酶,明显提高了糖化酶的储存稳定性。实验结果表明,在含有芳香基右旋糖酐,钙离子,甘油的缓冲溶液中,糖化酶于室温放置5个月,酶活力没有损失,放置7个月,活力只损失15.7％。     

多菌种发酵提高糖化酶生产固态白酒质量的研究

近年来,糖化酶在酿酒工业中的应用正迅速扩展。糖化酶酶制剂具有提高出酒率和稳定出酒率、节约粮食、简化生产和管理环节等优点。目前,我国固态白酒生产采用糖化酶取代麸曲酿酒已势在必行,但使用糖化酶生产的固态白酒,由于酶系较纯,酿出的白酒质量不如麸曲的好,尚有口味辣冲、苦味、不醇厚等缺点。为     

rDNA介导的酿酒酵母稳定表达载体的构建

将一段含有质粒ColE1复制起始区（ori）和氨苄青霉素抗性基因（bla）的DNA片段插入到酿酒酵母rDNA片段中部的EcoR I或Hpa I位点之间,在pYES2载体的基础上构建了两个rDNA介导的酿酒酵母稳定表达载体pHBM367E或pHBM367H。将黑曲霉糖化酶基因导入载体pHBM367H,获得表达载体pHBM166。为生物安全性的考虑,pHBM166经Hpa I酶切去掉2.2kb的ColE1 ori和bla片段后转化酿酒酵母Y33菌株,获得不含任何抗生素抗性基因的工程菌。随后,对糖化酶基因在酿酒酵母中的表达、稳定性进行了分析,结果显示,rDNA介导的糖化酶基因在酿酒酵母中的表达呈现不同的剂量效应,挑选高表达的菌株传80代之后仍能保持其产糖化酶的稳定性。     

高产糖化酶菌株的筛选与诱变育种

从土壤及霉变淀粉质材料等样品中分离获得到产糖化酶活性较高的菌株L-3,经鉴定为一种紫红曲霉;通过紫外线和硫酸二乙酯分别进行诱变,得到4株性能良好的糖化酶变异株,其中菌株7性能最好,命名为M.F7。对该菌株进行发酵性能测试,结果表明该菌株糖化酶活力比原菌株提高了20.8%;经过继代培养,证明其性状能稳定遗传。通过正交试验,确定菌株7最佳培养温度为30℃,最适pH值为5.5～6.0,最适培养时间为5 d。