洋葱伯克霍尔德氏菌Lu10-1产脂肪酶发酵条件优化及酶学性质研究

旨在对洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)Lu10-1产脂肪酶的发酵条件及酶学性质进行研究。通过单因素和正交实验探讨了碳源、氮源、诱导物、初始p H值、温度等主要发酵参数的影响,并初步考察了温度、p H、金属离子和有机溶剂等对其催化反应的影响。结果表明,B.cepacia Lu10-1产脂肪酶最佳培养基组成和发酵参数为:可溶性淀粉1.5%,蛋白胨1.5%,橄榄油3 g/L,K2HPO4 2 g/L,发酵温度32℃,初始p H 9.0,培养48 h酶活达12.4 U/m L,比初始酶活提高了2.7倍。酶的最适温度和p H值分别为60℃和9,在60℃以下保持100 h酶活仍保持在80%以上,在p H5.0-10.0之间活性稳定,对甲醇、乙醇等有机溶剂耐受性好。     

中温α-淀粉酶在地衣芽孢杆菌中的异源表达

提高中温α-淀粉酶生产菌株的发酵温度,对减少冷却水消耗降低生产成本有重要意义。本文利用基因删除技术删除了地衣芽孢杆菌CBBD302菌株α-淀粉酶的编码基因(amy L)获得突变株D402。将表达解淀粉芽孢杆菌中温α-淀粉酶基因Ba A的重组质粒p HY-WZX-Ba A转化D402,获得表达中温α-淀粉酶的重组地衣芽孢杆菌D402/p HY-WZX-Ba A。摇瓶发酵实验显示,重组菌最适发酵温度为42℃,比原生产菌株提高8℃,最高产酶水平达到301 U/m L。30 L发酵罐发酵试验,78 h达到最高酶活531 U/m L。重组酶的最适作用温度为60℃,最适作用p H 6.5,在90℃保温20 min可以完全失活,保持了中温α-淀粉酶既能在淀粉糊化温度下保持稳定又便于灭酶的优良性能。     

一株产纤维素酶细菌的分离鉴定及酶学特性研究

从采集的含腐烂树叶的土壤中,筛选到1株产纤维素酶能力较高的菌株JJ-3,经16S r RNA基因序列分析,鉴定该菌株为产酸克雷伯氏杆菌(Klebsiella oxytoca)。产酶条件及酶学特性研究表明:以滤纸为碳源、蛋白胨为氮源、初始p H为8.0的培养基中发酵3 d更利于纤维素酶的合成;菌株发酵液在中性和碱性条件下均有较高的滤纸酶活力,分别可达118.7 U/m L(p H7.0),167.8 U/m L(p H8.0)和120 U/m L(p H9.0);所产纤维素酶的最适酶反应p H为7.0,最适酶反应温度为40℃,对温度比较敏感,在p H7.0-8.0的范围内具有较好的稳定性,能满足中性和碱性纤维素酶的要求。     

泡盛曲霉CAU33固体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶发酵条件优化

利用单因素实验法优化了泡盛曲霉(Aspergillus awamori)CAU33利用农业废弃物固体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的发酵条件。产酶的条件包括碳源种类、初始水分含量、氮源种类、初始p H、表面活性剂、培养温度和发酵时间。进一步运用响应面分析法优化了其中主要因素,得到最佳产酶条件为:啤酒糟为碳源、含水量为81.6%、吐温60添加量20g/L、大豆蛋白胨添加量25g/L、自然p H、35℃下培养6d。在优化后的发酵条件下,最大产酶水平达到40 832.9U/g。泡盛曲霉固体发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活力高,工业化生产和应用潜力大。     

响应面法优化革耳Panus rudis FG-35菌株产漆酶培养基

采用Plackett-Burman设计和响应面分析相结合的方法,对革耳Panus rudis FG-35菌株产漆酶的液体培养基配方进行优化。单因素试验结果显示,发酵培养基中的最优碳源为可溶性淀粉,最优氮源为蛋白胨;Plackett-Burman设计筛选出影响漆酶产量的3个重要因素为可溶性淀粉、金属Ca2+离子和吐温-40,在此基础上运用最陡爬坡试验逼近最大响应值区域,最后利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析,获得最佳培养基配方为:可溶性淀粉10.040 4 g/L、蛋白胨0.2 g/L、K2HPO41.00g/L、ZnSO4·7H2O 0.008 g/L、MgSO4·7H2O 0.5 g/L、CuSO4·7H2O 0.007 g/L、FeSO4·7H2O 0.005 g/L、MnSO40.035 g/L、CaCl20.0816 g/L、VB10.1 g/L、吐温-40 0.428%。在优化后的条件下摇瓶发酵产漆酶酶活力为263.31 U/mL,与模型预测值接近,发酵产酶量比优化前提高1.07倍,同时优化后的发酵液对木质素降解进行试验发现,优化后漆酶对木质素降解率提高了14.34%。     

MntH与含锰过氧化氢酶共表达基因工程菌的构建与发酵优化

构建Mn2+转运蛋白MntH与来源于Thermus thermophilus HB27的含锰过氧化氢酶的共表达基因工程菌,并进行了发酵培养基及培养环境条件的优化,确定培养基中最佳的碳氮源种类及其浓度分别为:甘油7.0 g/L,酵母粉3.75 g/L和蛋白胨11.25 g/L;当培养基中的Mn2+浓度为1 mmol/L时,最佳的IPTG诱导浓度为0.05 mmol/L。此外,最佳的培养基初始p H值及培养温度分别为:p H 8.0和37℃,在最优发酵条件下工程菌摇瓶发酵培养24 h,过氧化氢酶活最高可达476 U/m L是未优化前3倍。在5 L发酵罐的验证实验中,过氧化氢酶的酶活进一步提高至1 094 U/m L。     

低温脂肪酶的产酶条件优化及其酶学性质

利用单因素筛选和正交试验对Burkholderia sp. SYBC LIP-Y发酵产酶的液体培养基和发酵条件进行了优化,其优化配方为：可溶性淀粉10 g/L、牛肉膏15 g/L、NaNO3 0.252 g/L、橄榄油40ml/L、Triton x-100 10ml/L、初始pH 7.5、接种量10%(V/V),脂肪酶酶活达到85.23U/ml,是优化前的3.63倍。通过对双水相纯化得到的脂肪酶进行酶学性质研究,确定该酶反应的最适pH为10.0,最适温度为30℃,40℃下保温60min酶活性还有80%以上,该脂肪酶为低温脂肪酶,热稳定性好,具有一定的耐醇性,应用前景广阔。     

产褐藻胶裂解酶菌株HB12274的鉴定和发酵优化

鉴定一株从红树林土壤中分离的产褐藻胶裂解酶菌株HB12274,并优化其培养条件使之产生高活性的胞外褐藻胶裂解酶。依据形态学、生理生化特性和16S rDNA序列分析对菌株HB12274进行鉴定;设计单因素和正交试验优化菌株HB12274产胞外褐藻胶裂解酶的培养条件。菌株HB12274鉴定为解淀粉芽孢杆菌植物亚种Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum;菌株HB12274产褐藻胶裂解酶的最适发酵条件为:褐藻酸钠5.0 g/L、蛋白胨6.0 g/L、Na Cl 15.0 g/L、CaCl21.0 g/L、初始pH6.0,30℃发酵培养42 h。在最优培养条件下,菌株HB12274最大酶活性可达721.2 U/mL,与优化前酶活力相比提高了2.95倍。本研究获得菌株Bacillus amyloliquefaciens HB12274的最适产酶条件,为该菌的进一步研究应用提供参考。     

来源于瘤胃厌氧真菌Neocallimastix frontalis木聚糖酶在毕赤酵母中的表达

厌氧真菌Neocallimastix frontalis是瘤胃中降解木聚糖和纤维素的主要微生物之一,其木聚糖酶具有潜在的应用价值。对来源于Neocallimastix frontalis木聚糖酶基因Xyn11B进行密码子优化;通过全基因合成优化后的木聚糖酶基因Xyn11Bm,构建该基因的酵母表达载体p PIC9K-Xyn11Bm,并在毕赤酵母GS115中诱导表达。摇瓶水平时,重组Xyn11Bm酶活性最高为4 874.8U/m L。在10 L发酵罐中诱导96 h后,重组Xyn11Bm的酶活性为5 139.7 U/m L,菌体湿重和干重达到216.7 g/L和117.3 g/L。酶学性质分析表明,重组Xyn11Bm的最适反应温度为50℃,最适反应p H为5.0。在p H5.0-8.0时该酶具有较好的稳定性,但温度稳定性较差。底物特异性分析表明,重组Xyn11Bm可水解燕麦木聚糖、桦木木聚糖和可溶性木聚糖4-O-Me-D-glucurono-D-xylan,但不降解地衣多糖和大麦β-葡聚糖。结果表明重组Xyn11Bm具有潜在的应用价值。     

产黄酮银杏内共生真菌的分离及其发酵条件的优化

本文从不同年龄、不同地域的银杏叶、茎、根部组织中分离得到20株银杏内共生真菌,经过发酵复筛有5株的产黄酮能力超过5μg/m L。实验对菌株的最佳发酵产黄酮条件进行了优化,优化条件为:3%葡萄糖、0.5%蛋白胨、0.4%酵母膏、0.3%KH2PO4、0.01%Mg SO4·7H2O;起始p H值7.0、最适发酵温度28℃、摇床转速为140 r/min、装液量125 m L/250 m L。在此条件下,该系列菌株在发酵7 d左右产黄酮量可达6.4μg/m L。     

芽胞杆菌苎麻脱胶酶-甘露聚糖酶的纯化及酶学性质

研究了苎麻高效脱胶菌株Bacillus subtilisNo.16A甘露聚糖酶的产生条件,纯化过程以及酶学性质。其优化的培养基为魔芋胶30 g/L,蛋白胨9 g/L,酵母膏2 g/L,KH2PO45 g/L,MgSO4.7H2O 0.25 g/L。优化的培养条件为起始pH 8.0,装样量50 mL,接种量10 mL,发酵72 h。进一步通过硫酸铵沉淀、阴离子交换层析、凝胶过滤3步从Bacillus subtilisNo.16A发酵液中纯化了甘露聚糖酶。结果表明,该酶分子量约为38.5ku,最适作用pH为7.0,最适作用温度为60℃,在55℃以下、中性pH(6.0~8.0)范围内稳定,Ca2 、Mn2 和A l3 、Mg2 对该酶有激活作用,Cu2 、Zn2 有抑制作用。     

一株产胆固醇氧化酶的不动杆菌的筛选鉴定及特性研究

目的：筛选鉴定产胆固醇氧化酶的菌株并对其酶的性质及发酵条件进行初步的研究。方法：利用唯一碳源的胆固醇平板筛选,酶活测定比较得酶活力最高的菌株;生理生化试验结合16S rDNA序列分析鉴定其种属,单因素及正交实验优化培养基及发酵条件。结果：所得菌株H4与产不动杆菌（Acinetobacter）有最近的亲缘关系,其胆固醇氧化酶作用的最适温度和pH分别为37℃和8.0,金属离子Mg2＋、Zn2＋、Fe2＋对该酶具有一定激活作用,菌株产酶的最适培养基为（g/L）：胆固醇1.5,蔗糖5,蛋白胨7,硝酸铵3,吐温1.0,pH7.5;最适培养条件为33℃,15mL培养基/100mL三角瓶,摇床培养（200r/min）48h,优化后发酵液酶活达135.8U/L。结论：获得了1株产胆固醇氧化酶的菌株H4,并初步鉴定为不动杆菌（Acinetobacter）。     

一株纤溶酶高产菌株的发酵特性研究

筛选了一株产纤溶酶能力较强的芽孢细菌,本文对其液体发酵条件进行了优化,结果表明菌株产酶最佳条件为:可溶性淀粉4%,蛋白胨2%,柠檬酸铁铵0.1%,磷酸钙0.4%,接种量2%,pH 7.5,发酵时间96 h,装瓶量75/500(mL/mL),摇床温度37℃,转速150 rpm,在该条件下产酶酶活可达581.81 IU/mL。     

高效表达淀粉酶Bacillus koreensis的培养基响应面优化

为降低烟叶中的淀粉含量,提高烟叶的可用性,从云南马龙C3F-2014烟叶表面筛选出一株高产淀粉酶的细菌,经16sRNA测序鉴定为 Bacillus koreensis 。本研究利用响应面法优化 Bacillus koreensis 的培养基提高了其表达淀粉酶的产量。首先,单因素优化试验表明培养基的最优碳源、氮源和金属离子分别为淀粉、蛋白胨和Ca2+,培养条件单因素试验表明 Bacillus koreensis 最适初始pH、最适温度和最适接种量分别为pH8.0、37 ℃和3%。利用Box-Behnken中心组合设计对可溶性淀粉、蛋白胨、Ca2+设计三因素三水平实验,通过响应面回归分析,得到模型预测的最优培养基条件。在18.74 g/L可溶性淀粉,21.56 g/L蛋白胨,0.52 g/L CaCl2的培养基条件下 Bacillus koreensis 产淀粉酶最高。验证试验得到的淀粉酶活力达到959.39±22.34 U/mL,与模型的预测值相近,比未优化前提高了69.76%。本研究结果为烟草天然源淀粉酶处理烟叶,提高烟叶品质的工业化应用提供了基础。     

产几丁质酶菌株SWCH-6的筛选、鉴定及其产酶条件的优化研究

从汕头海湾养殖区域的海底沉积物中分离到1株几丁质酶活性较高的菌株,命名为SWCH-6,根据菌株的形态特征、生理生化特征和16S Rdna序列,确定该菌株为嗜水气单胞茵(Aeromonas hydrophlilla).采用单因素优化方法结合正交实验,得到菌株SWCH-6产几丁质酶的最佳发酵条件:胶体几丁质25.0g/L,胰蛋白胨10.0g/L,陈海水1.0L, Ph 8.5,32℃,150 r/min培养72h;在该条件下酶活力达0.39U/Ml.此外,菌株所产几丁质酶的最适催化Ph 5.0;最适催化温度为40℃;Cu2、Fe3及表面活性剂Tween-80能增强该酶的催化活性;Zn2 、Mn2 及表面活性剂SDS、洗衣粉对该酶的催化活性有抑制作用,与其它几丁质酶存在着一些不同.     

高产(+)γ-内酰胺酶菌株的筛选与发酵产酶研究

从土壤中筛选获得高产(+)γ-内酰胺酶的微生物菌株,并鉴定和保藏为Delftia sp.CGMCC No.5755.对该Delfiia sp菌株的发酵产酶条件进行了研究,结果表明,最适发酵培养基为:蔗糖30 g/L,蛋白胨30 g/L,牛肉膏25 g/L,乙酰胺5 g/L,MgS04 1 g/L;最适发酵温度及初始pH分别为32℃和pH 7.0.该菌株在上述条件下发酵培养20 h,菌体生物量为16.0 g/L,(+)γ-内酰胺酶的酶活为692 U/L.采用Delftia sp.静息细胞对100 g/L的外消旋底物2-氮杂二环-[2.2.1]-庚烷-5-烯-3-酮(简称(±)γ-内酰胺)的水解拆分反应中,产物(-)γ-内酰胺光学纯度大于99.9％e.e.,转化率为53.7％.研究为生物催化法高效制备光学纯(+)γ-内酰胺提供了可行的途径.     

1株阿魏酸酯酶产生菌的筛选鉴定及发酵条件优化

从浙江绍兴鉴湖附近土样中分离筛选到1株产阿魏酸酯酶(ferulic acid esterase,FAE)的菌株FD-8,通过菌落形态、分生孢子梗形态对比和ITS/18S rDNA分子生物学同源性分析,鉴定该菌株为溜曲霉,命名为Aspergillus tamarii FD-8。FD-8生长最适碳源和氮源分别为蔗糖和酵母浸提物,最适生长温度和pH分别为32℃和5.0,最适产酶条件为32℃、pH 6.0,发酵周期为120 h。在最适培养基中、分阶段控制pH培养条件下,FAE比酶活达到231.34 mU/mg。去淀粉麸皮可诱导FAE的合成,在发酵48 h添加20.0 g/L去淀粉麸皮,FAE最高比酶活可达到573.61 mU/mg,比对照提高1.48倍。     

里氏木霉Cel5A基因优化及其在毕赤酵母中的高效表达

内切纤维素酶Cel5A缺乏是限制纤维素酶制剂高效酶解天然纤维素的关键因素。本文尝试构建高效表达里氏木霉Cel5A的毕赤酵母重组菌株以弥补目前Cel5A的天然分泌不足,通过基因密码子偏好性优化里氏木霉Cel5A基因和构建表达载体p PIC9K-eg2,并将其电转入毕赤酵母GS115以构建重组子,利用浓度梯度平板和摇瓶发酵筛选获得一株高产毕赤酵母Pichia pastoris菌株GS115-EGⅡ。重组酶的酶学性质分析显示,该酶分子量50 k Da、最适p H(p H 4.5)略有降低及最适反应温度为60℃,专一性地作用于非结晶纤维素,与天然里氏木霉Cel5A并无明显区别。通过摇瓶发酵的初步优化,该菌摇瓶培养条件:培养温度28℃、起始p H 5.0、接种量2%、每24 h添加甲醇1.5%(V/V)、每24 h添加山梨醇4 g/L及吐温80添加4 g/L,发酵192 h重组酶酶活达到24.0 U/m L。进一步上罐(5 L)发酵180 h,该重组酶Cel5A酶活高达270.9 U/m L,蛋白含量达到4.16 g/L。重组毕赤酵母P.pastoris GS115-EGⅡ是一株适合于外源表达Cel5A的工程菌,该重组酶可替代天然分泌Cel5A适用于当前酶基生物炼制模式下木质纤维素基质高效水解中。     

一株产琼胶酶细菌的鉴定和发酵条件优化

从烟台地区的海藻样品中,本课题组分离到一株产琼胶酶细菌菌株YTB2-3。通过生理生化特征和16 S r RNA分析,鉴定YTB2-3为Cellulophaga fucicola。为提高YTB2-3产酶潜力,本研究阐述了培养基成分和培养条件对琼胶酶活力的影响。结果表明琼脂粉既可以作为YTB2-3产琼胶酶的碳源,又可以作为诱导因子,而麦芽糖和可溶性淀粉则对产酶具有抑制作用。单因素研究结果显示C.fucicola菌株YTB2-3产琼胶酶的最适培养基组成(g:m L)为:乳糖0.01%、牛肉膏0.70%、海盐2.0%、琼脂0.05%。最佳产酶条件:250 m L三角瓶装90 m L培养基,初始p H为6、发酵温度为16℃,发酵时间为24 h。上述培养条件下,发酵液的酶活力达到3.88 U/m L。本研究结果有助于YTB2-3琼胶酶的进一步研究开发。     

半夏内生真菌所产β-葡萄糖苷酶的酶学特性研究

从半夏中分离筛选得到一株植物内生真菌,提取培养液中的β-葡萄糖苷酶,研究其酶学特性。结果表明:该菌种所产β-葡萄糖苷酶的最适反应温度在45~50℃之间,最适p H在7~8之间;在低于40℃条件下,p H为6~9时,酶活较稳定;其最适反应时间为40 min,金属离子和有机溶剂对酶活性影响都很大,在最适反应条件下其酶活为(77.83±0.42)U/m L。