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Aspergillus niger JY021木聚糖酶生产及其应用基础研究

张金永  
【摘要】:木聚糖酶在饲料、食品、纺织、造纸等行业应用广泛,是重要的工业用酶之一。本论文对Aspergillus niger JY021木聚糖酶的生产,木聚糖酶的酶学性质,低聚木糖的酶法制备以及木聚糖酶和纤维素酶协同降解纤维原料等进行了研究。 采用Aspergillus niger JY021在液态培养条件下产木聚糖酶,优化后的工艺条件为:玉米芯木聚糖液2%,葡萄糖0.3%,玉米浆1%,麸皮0.2%,Mandels营养盐浓缩液20%,Mandels微量元素浓缩液0.2%,1M柠檬酸缓冲液5%,Tween 80 0.3%,pH4.8。在30℃,摇瓶转速200rpm的条件下,培养3天木聚糖酶活力达452IU/ml。 采用Aspergillus niger JY02 1在固态培养条件下产木聚糖酶,优化后的工艺条件为:玉米芯60%,麸皮40%,蔗糖0.4%,NH_4NO_32%,尿素0.5%,KH_2PO_40.5%,MgSO_4·7H_2O0.2%,初始含水量70%,自然pH值。接种量6%(V/W),30℃,培养3天木聚糖酶活力达7510IU/g干曲。该研究结果在国内同类研究中处于领先水平。 Aspergillus niger JY021木聚糖酶的最适作用温度和pH值分别是50℃和4.8,存放两个月,酶液的活力保留在90%以上。 利用木聚糖酶降解木聚糖制备低聚木糖,确立了最佳酶解工艺条件为:50℃,pH 4.8,木聚糖底物浓度3.0%(w/v),每g底物的木聚糖酶用量为50IU,反应时间0.5h。在上述反应条件下,产品平均聚合度为3.61,低聚木糖得率为91.2%。 采用木聚糖酶与纤维素酶协同降解玉米秸秆,确立了最佳酶解工艺条件为:50℃,pH 4.8,底物浓度12%,每g底物的酶用量为木聚糖酶300IU,纤维素酶18FPIU,纤维二糖酶8IU反应时间48h。此条件下的酶解得率为85.3%,酶解液组分中不含有糠醛、酚类化合物等对发酵不利的物质。 本论文以廉价的纤维废弃物为原料,对Aspergillus niger JY021木聚糖酶及其应用基础进行了研究,该研究结果在可再生植物纤维资源利用方面具有重要意义。


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