碱性β-甘露聚糖酶发酵培养基的优化

选用魔芋粉作为碳源,豆饼粉和谷氨酸钠作为氮源物质,对发酵培养基进行优化,并进行模型验证和5L发酵罐生产实验。结果表明:最佳发酵培养基(g/L,5L发酵罐)为魔芋粉12、豆饼粉15、酵母粉5、NaCl 84.4、谷氨酸钠3.11、K2HPO41.5、MgSO40.3、Na2CO310,起始pH 9.5～10.0,碱性β-甘露聚糖酶活力最高可达到2610.1U/mL。

碱性β-甘露聚糖酶基因异源表达的研究

亚克隆的碱性β-甘露聚糖酶基因(man)来源于嗜碱芽孢杆菌N16-5,构建了大肠杆菌-枯草芽孢杆菌诱导型表达质粒pDG-man,在大肠杆菌JM109中获得了活性表达,经0.5 mmol/L的IPTG诱导后,可表达5 U/mL碱性β-甘露聚糖酶。重组大肠杆菌DE3-RIL(pDG-man)表达β-甘露聚糖酶水平是大肠杆菌JM109(pDG-man)的2倍。重组枯草芽孢杆菌WB600(pDG-man)可表达19.2 U/mL碱性β-甘露聚糖酶。

生物合成甘露聚糖酶中氮源作用的研究

为了研究不同氮源及氨基酸对微生物合成碱性甘露聚糖酶的影响,分别进行了不同氮源对碱性β-甘露聚糖酶合成的影响、酵母氮基作为唯一氮源对碱性β-甘露聚糖酶合成的影响、在合成培养基中添加不同的氨基酸对微生物产酶的影响、几种氨基酸作为唯一氮源对微生物产酶的影响、在粗酶液中添加氨基酸对酶活的影响和几种氨基酸复配对碱性β-甘露聚糖酶生物合成的影响的试验,结果表明:酵母粉、蛋白胨和豆饼粉能促进碱性β-甘露聚糖酶合成,5 g/L的酵母氮基产酶最好,少量的Gly、Glu、Ala和Arg的添加使得碱性β-甘露聚糖酶的合成有较大幅度的提高,氨基酸作为唯一氮源产酶时菌体生长较差,发酵液中添加氨基酸后菌种产酶水平有所提高,在发酵培养基中添加复合氨基酸(Gly、Ala、Arg和Glu各1 g/L)对碱性β-甘露聚糖酶的合成有较大的促进作用。

一株产甘露聚糖酶菌株的分离鉴定及酶的纯化与性质

【目的】筛选性能良好的产碱性甘露聚糖酶的菌株,对菌株进行多项分类鉴定,分离纯化所产甘露聚糖酶并进行性质研究。【方法】利用碱性魔芋粉培养基分离纯化产甘露聚糖酶的嗜碱菌,通过形态特征观察、生理生化测定、16S rRNA序列分析等实验确定菌株的分类地位。利用硫酸铵沉淀、阴离子交换层析和分子筛层析得到电泳纯的酶,分析了酶的最适温度、最适pH、温度和pH稳定性、NaCl以及金属离子等的耐受性。【结果】从我国内蒙古碱湖样品中分离得到一株产碱性甘露聚糖酶的菌株HMTS15,经过多项分类鉴定显示其是与Bacillus agaradhaerens DSM 8721不同的新菌株。菌株HMTS15所产的甘露聚糖酶反应的最适pH为10.0,最适温度75℃。【结论】多项分类结果鉴定菌株为Bacillus agaradhaerens HMTS15。该菌株产生的碱性甘露聚糖酶与同类其他来源的酶相比具有更好的热稳定性和pH适应性,有进一步的研究价值。

酶法制备甘露低聚糖

利用枯草芽孢杆菌产生的碱性甘露聚糖酶,以魔芋、槐豆胶、瓜尔胶与田菁胶为原料,制备甘露低聚糖。比较了酶对底物水解反应动力学,对低聚糖制备过程中的水解液进行了还原糖测定,并通过质谱对最终酶解液组分进行分析。结果表明:魔芋与槐豆胶为甘露聚糖酶的最适水解底物,水解8h后,还原糖得率稳定,可作为甘露低聚糖生产的指导依据。酶解24h后,魔芋、槐豆胶、瓜尔豆胶及田菁胶的主要产物分别为二糖至九糖、五糖至十糖、二糖至十糖和二糖至十糖。利用酶法生产甘露低聚糖的方法具有水解过程简单、产物聚合度低、纯度高的优点。