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《广西科技大学》 2014年
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嗜热脱氮芽孢杆菌的分离鉴定及其产酶特性的研究

王佳  
【摘要】:饲料酶是一种绿色安全节粮型添加剂,被广泛应用于饲料工业中。因为饲料加工需要经历高温工艺,所以良好的热稳定性成为饲料酶应用于饲料工业的必要条件。在地球上的各种自然或人工高温环境中往往生活着许多嗜热微生物,它们是热稳定性酶的重要来源之一。本实验从采集自广西地区温泉及高温堆肥的样品中分离、纯化嗜热微生物,并对这些嗜热微生物的产酶特性进行了初步分析,同时对其中一株嗜热脱氮芽孢杆菌产胞外嗜热α-半乳糖苷酶的特性进行了研究。主要研究内容及结果如下: 1.从上述高温样品中分离纯化得到11株嗜热菌,并通过分离菌株16S rDNA序列的分析对其进行了初步鉴定,其中地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)6株,凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)2株,嗜热脱氮芽孢杆菌(Geobacillusthermodenitrificans)1株,史氏芽孢杆菌(Bacillus smithii)1株,嗜热脂肪芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)1株。并且针对蛋白酶、酯酶、淀粉酶、乳糖酶(β-半乳糖苷酶)、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、羧甲基纤维素酶、α-半乳糖苷酶这8种饲料酶,采用唯一碳源或显色反应的方法对这些嗜热菌进行了产酶特性初步分析,结果表明这些嗜热菌均具有较强大的酶系。其中,地衣芽孢杆菌和史氏芽孢杆菌产酶较多,分别可产生其中的7种和6种酶;接着是嗜热脱氮芽孢杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌,均能够产生其中5种酶;而凝结芽孢杆菌能产生其中4种酶。 2.对分离的嗜热脱氮芽孢杆菌进一步建立系统进化树,最终将其鉴定为嗜热脱氮芽孢杆菌并命名为YWX5,且对其分泌的胞外α-半乳糖苷酶的酶学性质进行了研究,结果表明该酶具有良好的热稳定性、酸碱稳定性和体外模拟胃肠环境耐受性。该酶最适反应温度及最适反应pH值分别是65℃和7.0。在50-65℃温育120min仍然能保持95%以上的酶活,在70℃温育120min仍然能保持约83%的酶活,在75℃处理10min仍能保持约36%的活性;在pH3.0-10.0环境下120min仍能保持80%以上的活性。另外,Ag+、Cu2+、SDS、乳糖对该酶有强烈的抑制作用,其他供试金属离子、化合物、糖类对该酶影响不大。同时,该酶在模拟胃肠液中具有良好的稳定性,温育120min分别能保持57.09%和84.41%的活性。 3.研究并分析了培养基(包括碳源、氮源、无机盐、初始pH值)、培养温度、培养时间对该嗜热脱氮芽孢杆菌产α-半乳糖苷酶的影响。结果表明,棉子糖是该菌产α-半乳糖苷酶的有效诱导物,但是在以豆粕为碳源且优化了其浓度的培养基上额外添加棉子糖并没有提高酶产量;对该菌产酶最有效的氮源为硝酸钾、浓度为0.5%,使用复合氮源效果优于单一氮源,附加氮源为酵母浸出物、浓度为0.5%;添加0.5%氯化钠和0.1%磷酸氢二钾的无机盐有助于该菌产酶;在培养基中添加缓冲体系也可以进一步提高该菌的产酶能力。另外,该菌最佳产酶培养温度为60℃,培养基最适初始pH在7.0-8.0,在47h可收获最高酶活0.306U/mL。
【学位授予单位】:广西科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:Q93

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