马克斯克鲁维酵母菌菊粉酶的异源表达及低聚果糖制备工艺优化

【目的】低聚果糖是新型的食品和保健品原料,具有广阔的市场需求。以菊粉酶水解菊粉制备低聚果糖的酶法工艺是先进的绿色制造。本研究旨在获得高产的菊粉酶菌株及以菊粉为原料酶法制备低聚果糖的优化工艺。【方法】采用基因工程手段克隆马克斯克鲁维酵母菌(Kluyveromyces marxianus)的菊粉酶基因,实现其在毕赤酵母中的高效表达;测定菊粉酶在不同p H、温度、金属离子和底物浓度等条件下的酶活变化趋势,获得最佳的反应参数;通过高效液相色谱法检测水解产物,获得不同酶量水解产物各组分分布。【结果】菊粉酶工程菌株在10 L发酵罐中的产菊粉酶活达1 570 U/m L、蛋白质含量为2.75 g/L发酵液;菊粉酶最适反应参数为:在体积为1 L的反应体系中,p H 5.0、反应温度50°C、含0.2 mmol/L Mg2+以及菊粉浓度为8%。在该条件下,酶量为10 U时菊粉被完全水解。水解产物中单糖和二糖含量仅为9.25%,而低聚果糖(C3-C8)含量为90.75%,且C3-C5低聚果糖含量高达72.92%。【结论】克隆了K.marxianus菊粉酶基因并实现了高效表达,获得了水解菊粉制备低聚果糖的最佳工艺条件。为菊粉酶的大量生产及低聚果糖的酶法制备奠定了良好的基础。

脂肪酶TLL在毕赤酵母中表达及催化制备生物柴油初探

[目的]拟实现疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)脂肪酶TLL在毕赤酵母菌中的高效表达;初步探索该脂肪酶催化生物柴油的可行性及催化条件,为大规模工业生产生物柴油提供一种可行方案。[方法]比较分析α-信号肽和脂肪酶tll基因自身的信号肽对其分泌表达量的影响;构建脂肪酶tll基因多拷贝表达框,提高该基因在宿主基因组中的剂量,从而实现高效表达;直接以液体脂肪酶TLL为催化剂,采用单因子方法初步探索了其制备生物柴油的条件。[结果]α-信号肽融合和多拷贝均能提升TLL脂肪酶的表达水平。在14 L发酵罐中培养144 h后,发酵上清液的酶活可达到769 U/m L;液体脂肪酶TLL可成功地催化制备生物柴油,且获得88.3%的转酯率。[结论]该研究显著地提高了脂肪酶TLL的表达水平,初步确定了液体脂肪酶TLL可以直接制备生物柴油。