棘孢曲霉固态发酵柚皮产柚苷酶及其在柑橘果汁脱苦中的应用

为了建立柚皮固态发酵产柚苷酶的工艺以及阐明其柚苷酶的应用价值,利用棘孢曲霉Aspergillus aculeatus JMUdb058对柚皮进行固态发酵,并研究其产酶特性。采用高效液相色谱法检测酶活力,通过单因素实验方法研究豆饼粉及培养基灭菌对柚苷酶发酵的影响;采用酶活力、还原糖以及生物量的变化解析发酵的动态规律;采用柚皮苷的水解活性表征柚苷酶对柑橘果汁的脱苦效果。结果表明,棘孢曲霉JMUdb058固态发酵柚皮可产生柚苷酶,额外添加豆饼粉可大幅度提高其柚苷酶活力;对培养基进行121℃20min的灭菌将导致柚苷酶活力急剧下降;当培养基组成为5g柚皮粉、0.75g豆饼粉、5.75mL蒸馏水,经30℃发酵8d时,柚苷酶和α-L-鼠李糖苷酶活力分别达到5.81IU/gds和6.08IU/gds;通过对产酶进行动力学拟合,发现柚苷酶和α-L-鼠李糖苷酶主要在棘孢曲霉的对数生长期内合成,它们的积累属于生长关联型;该柚苷酶可高效水解柚汁中的柚皮苷,柚皮苷去除率高达99.6%。因此,柚皮是固态发酵柚苷酶的良好原料,用棘孢曲霉对柚皮进行固态发酵是生产柚苷酶的有效方法。     

一株棘孢曲霉的鉴定及其柚苷酶合成规律

【目的】对一株新分离的柚苷酶产生菌株JMUdb058进行鉴定,并研究该菌株柚苷酶合成的基本规律。【方法】利用形态观察、28S rDNA序列分析对JMUdb058进行鉴定;通过反相高效液相色谱测定JMUdb058粗酶液对柚皮苷的水解作用,鉴定其柚苷酶活性;分别用11种碳源和6种氮源进行摇瓶发酵,研究碳源、氮源对该菌株分泌柚苷酶的影响;在固态和液态条件下分别进行发酵,测定该菌株合成柚苷酶的能力。【结果】菌株JMUdb058的菌落形态和显微形态符合曲霉属黑色组的典型形态特征,其28S rDNA序列与棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)的相似度达100%;用液态和固态两种发酵方法制得的粗酶液均可将标准溶液中的柚皮苷水解产生普鲁宁和柚皮素,还可有效地水解琯溪蜜柚汁中的柚皮苷;用橘皮苷、柚皮苷、芸香苷和鼠李糖为碳源,胰蛋白胨和豆饼粉等有机物为氮源时可分泌柚苷酶;该菌种在固态发酵中表现出很强的柚苷酶发酵能力,用HPLC法测定的α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶活力分别达到5903和1939 U/gds,用Davis法测定的柚苷酶活力达到72232 U/gds。【结论】本研究首次发现棘孢曲霉能够分泌柚苷酶,含鼠李糖基团的物质可作为其产柚苷酶的诱导物。棘孢曲霉JMUdb058固态发酵产柚苷酶的能力突出,是一种高产柚苷酶的微生物新资源。     

黑曲霉DB056产柚苷酶发酵条件初步优化

以α-鼠李糖苷酶活力和柚苷酶活力为考察指标, 研究了发酵条件对黑曲霉DB056产柚苷酶的影响。结果表明: 发酵温度、菌丝形态、培养基初始pH、接种量和装液量对黑曲霉DB056产柚苷酶都具有重要影响。初步优化得到黑曲霉DB056产柚苷酶的条件为: 培养基初始pH 8.0, 玻璃珠添加个数5个, 装液量45 mL, 接种量7%, 发酵温度34°C, 摇床转速190 r/min。采用此条件进行发酵, 高效液相色谱法检测α-鼠李糖苷酶活力最大可达1076.32 U/mL, 柚苷酶活力最大可达420.68 U/mL, 分别比初始条件提高了72.35%和78.03%。黑曲霉DB056不仅在对数生长期能快速合成柚苷酶, 在稳定期及衰亡期也会不断地分泌柚苷酶。阐明了发酵条件对黑曲霉DB056产柚苷酶的影响并获得了经过初步优化的发酵条件, 为进一步优化发酵条件, 提高黑曲霉DB056产柚苷酶的产量奠定了良好的基础。     

培养条件对棘孢曲霉SM—L22所产纤维素酶系组成的影响

本文研究了影响棘孢曲霉SM－L22纤维素酶系组成的培养条件,研究结果表明,碳源,氮源和初始pH对棘孢曲霉所产生纤维素酶的内,外切酶组分的比例有明显的影响,在2％麸皮,1％CF11,0．5％尿素或含尿素的复合氮源为氮源,初始pH为4．5时,28℃培养120h后,内,外切酶的比值最大,内切酶活可达到3．1Iu/ml,FPA为0．105IU／ml,CMCase/FPase的比值为30．6。     

培养条件对棘孢曲霉SM-L22所产纤维素酶系组成的影响

本文研究了影响棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系组成的培养条件。研究结果表明,碳源、氮源和初始pH对棘孢曲霉所产生纤维素酶的内、外切酶组分的比例有明显的影响。在2%麸皮,1%CF11,0.5%尿素或含尿素的复合氮源为氮源,初始pH为4.5时,28℃培养120h后,内、外切酶的比值最大,内切酶活可达到3.1 IU/ml,FPA为0.105 IU/ml,CMCase/FPase的比值为30.6。     

利用DNS法快速分析及优化柚皮苷的酶解过程

【目的】建立采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法快速测定柚皮苷水解率的方法,并利用该方法对柚苷酶催化水解柚皮苷生成柚皮素的反应过程进行优化研究。【方法】利用棘孢曲霉JMUdb058发酵得到的柚苷酶催化水解柚皮苷,采用DNS法对柚皮苷酶解过程中还原糖的生成量进行分析,经过换算得到柚皮苷的水解率,并在此基础上通过单因素实验优化柚皮苷的酶解过程。【结果】在柚皮苷的水解过程中,还原糖的生成量与柚皮苷的水解量及柚皮素的生成量均呈现出良好的线性关系,因此可利用DNS法测定体系中还原糖的生成量,并通过换算得到柚皮素的生成量。利用该方法优化柚皮苷的酶解过程得到柚苷酶转化柚皮苷的最适温度为50°C、pH为5.0、酶用量为8 U/mL、底物浓度为0.2 g/100 mL。在此条件下,柚皮苷酶解150 min后可达到平衡,此时其水解率为85%。通过Lineweaver-Burk双倒数作图法测得Km为     

培养条件对棘孢曲霉SM-L22所产纤维素酶系组成的影响*

本文研究了影响棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系组成的培养条件。研究结果表明,碳源、氮源和初始pH对棘孢曲霉所产生纤维素酶的内、外切酶组分的比例有明显的影响。在2%麸皮,1%CF11,0.5%尿素或含尿素的复合氮源为氮源,初始pH为4.5时,28℃培养120h后,内、外切酶的比值最大,内切酶活可达到3.1 IU/ml,FPA为0.105 IU/ml,CMCase/FPase的比值为30.6。     

柚苷酶产生菌的选育及发酵条件研究

根据柚皮苷的物理及化学特性,设计和试验了一种新的柚苷酶产生菌筛选模型。在１５３株曲霉中筛选到一株产柚苷酶菌株ＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒＺＧ８４,摇瓶发酵酶活力为３２０ｕ／ｍｌ。经自然分离和ＤＥＳ诱变处理,得到ＺＧ８６菌株,酶活力达１１２４ｕ／ｍｌ。对其培养条件和产酶条件进行了研究。     

棘孢曲霉SM-L22β-葡萄糖苷酶的纯化与性质

通过分子筛层析和离子交换层析等手段,分离纯化了棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系中的β-葡萄糖苷酶组分。通过SDS-PAGE和IEF电泳测得其分子量为57.9 kDa,等电点为pH 4.5。该酶组分的最适温度60℃,最适pH 5.5,在40℃以下以及pH 3.0~10.0范围内稳定。Fe2+和Mn2+ 对酶有激活作用,而 EDTA对酶有较明显的抑制作用。底物专一性实验表明,该酶可作用于纤维二糖、水杨素和乳糖。作用于纤维二糖和水杨素的Km值分别为17.13 10-3 mol/L 和11.93 10-3 mol/L,Vmax分别为3.456 10-4 mol/L/min和7.139 10-4 mol/L/min,Kcat分别为3.75 S-1和7.73 S-1。     

Solid‐state fermentation for the production of debittering enzyme naringinase using Aspergillus niger MTCC 1344

Aspergillus niger produced high levels of naringinase using easily available, inexpensive industrial waste residues such as rice bran, wheat bran, sugar cane bagasse, citrus peel, and press mud in solid‐state fermentation (SSF). Among these, rice bran was found to be the best substrate. Naringinase production was highest after 96 h of incubation at 27°C and at a substrate‐to‐moisture ratio of 1:1 w/v. Supplementation of the medium with 10% naringin caused maximum induction. An inoculum age of 72 h and an inoculum level of 15% resulted in maximum production of naringinase. Enzyme production was stimulated by the addition of nutrients such as naringin and peptone. Thus, A. niger produced a very high level of naringinase within a short time in solid‐state fermentation using inexpensive agro‐residues, a level that is much higher than reported for any other microbes.     

木聚糖酶生产菌株的筛选及产酶条件的优化

以甘蔗渣半纤维素为碳源,从垃圾场土壤中分离到6株分解半纤维素的菌株。通过固态发酵的木聚糖酶活力比较筛选到1株木聚糖酶活力较高的菌株。该菌株18S rDNA序列与曲霉（Aspergillus sp.）的同源性达97%,根据对菌株形态学分析和18S rDNA序列分析的结果,将该菌株鉴定为曲霉HQ3。HQ3的最佳产酶条件为：甘蔗渣:麸皮为7:3（W/W）,固液比为1:4（W/W）,尿素0.4 %,pH7.0,温度30℃,发酵产酶时间4 d。在最佳产酶条件下,其木聚糖酶活最高可达3421U/g干曲。     

黑曲霉固态发酵及酶解玉米皮

以玉米提取淀粉后的玉米皮渣为主要原料,采用黑曲霉固态发酵法产酶再酶解的二步法降解玉米皮中纤维素类物质。经Plackett-Burman法及响应面设计优化发酵条件得:温度30℃,接种量10%,初始水分体积分数60%,物料厚度2.47 cm,初始pH 5.79,发酵时间6 d;滤纸比酶活可达11.01 U/g,较原始酶活提高了40.61%;产酶结束后加入pH 4.8醋酸-醋酸钠缓冲液,置于50℃下酶解144 h,中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维降解率分别为46.09%、48.82%,还原糖质量分数达到9.02%。     

Invertase production by Aspergillus niger in submerged and solid-state fermentation

Three Aspergillus nigerstrains were grown in submerged and solid state fermentation systems with sucrose at 100 g l^–1. Average measurements of all strains, liquid vs solid were: final biomass (g l^–1), 11 ± 0.3 vs 34 ± 5; maximal enzyme titres (U l^–1) 1180 ± 138 vs 3663 ± 732; enzyme productivity (U l^–1h^–1) 20 ± 2 vs 87 ± 33 and enzyme yields (U/gX) 128 ± 24 vs 138 ± 72. Hence, better productivity in solid-state was due to a better mould growth.     

棘孢曲霉SM-L22木聚糖酶系主要组分的纯化与性质

经超滤浓缩、分子筛色谱、阴离子和阳离子交换层析 ,由棘孢曲霉发酵液最终分离得到 4个电泳纯的木聚糖酶主要组分Xy 1、Xy 2、Xy 3和Xy 4。通过SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳测得各组分的分子量分别是 92 1 3、32 4 0、4 2 4 0和 2 7 0 3kD。实验证明这些酶组分均属于酸性木聚糖酶 ,Xy 1、Xy 2、Xy 3和Xy 4的最适反应pH分别为 5 0、4 0、4 6和 3～ 3 5。各酶组分在酸性条件下较稳定 ,碱性条件下酶活丧失较快。Xy 1及Xy 2的最适反应温度在75℃ ,在 5 0℃以下比较稳定 ;Xy 3及Xy 4最适反应温度为 5 5℃ ,在 4 0℃以下比较稳定。通过对各酶组分米氏常数的测定可知 ,Xy 1及Xy 2对底物桦木木聚糖的Km 值分别为 0 36 %和 0 2 6 % ,Xy 3及Xy 4的Km 值为 2 4 6 %和1 3 9%。 4种组分的Vmax 分别为 4 0 1 μmol min mg、8 81 μmol min mg、81 97μmol min mg、4 71 μmol min mg。Cu2 、Ag 对各组分都有较强的抑制作用 ,Mg2 、Ba2 、Ca2 能促进Xy 3的木聚糖酶活 ,Ca2 也可大幅度促进Xy 4的木聚糖酶活性。     

高产洛伐他汀棒曲霉菌株的筛选、鉴定及发酵条件优化

从不同生境(食品、土壤、空气、有机质等)收集到的自然发酵样品中分离得到150株曲霉属菌株.用高效液相色谱(HPLC)法检测发酵液中洛伐他汀(Lovastatin)含量,筛选获得1株稳定高产Lovastatin的曲霉菌株(编号:Ac-32).根据菌落形态特征并结合18 S rDNA测序,鉴定其为棒曲霉(Aspergillus clavatus).通过摇瓶发酵单因素实验优化了碳氮源种类、碳氮源含量、碳氮比(C/N)、发酵温度、初始pH、转速、种龄和接种量,确定了棒曲霉菌株Ac-32摇瓶发酵产Lovastatin的适宜条件为:乳糖为碳源、蛋白胨为氮源、碳源含量为100 g/L、氮源含量为12 g/L、碳氮比(C/N)为15:1.8、温度28℃、转速180 r/min、初始pH 5.2、种龄4 d、接种量6%.采用Minitab 17软件的P-B实验设计法,筛选对Lovastatin产量有显著影响的因素为:温度、pH、碳源含量和氮源含量.根据P-B实验结果,运用响应面法分析,确定棒曲霉菌株Ac-32产Lovastatin的最优条件为:碳源含量100 g/L,氮源含量11.8 g/L,温度28℃,pH 5.2.在此条件下,Lovastatin最高产量为236.221μg/mL.