黑曲霉酸性β-甘露聚糖酶液体发酵的研究

【摘要】： 以实验室保藏的一株酸性β-甘露聚糖酶产生菌黑曲霉(Aspergillus niger)LW-1为原始出发菌株,采用自然分离、微波与甲基磺酸乙酯(Ethyl Methane Sulphonate,EMS)双重诱变,经平皿透明圈粗筛、摇瓶初筛和复筛以及斜面传代稳定性试验,获得了一株高产、稳产β-甘露聚糖酶的突变株WS-2007。结果表明,该突变株摇瓶液体发酵产β-甘露聚糖酶活力高达3261 U/mL,比原始出发菌株(1027 U/mL)提高了2.18倍。 为探讨黑曲霉WS-2007液体发酵酸性β-甘露聚糖酶的产酶条件,在对其产酸性β-甘露聚糖酶的培养基组成和培养条件单因素研究的基础上,设计了Plackett-Burman实验,选出三个主要影响因素,进行响应面分析。结果表明,黑曲霉WS-2007产酸性β-甘露聚糖酶的最适培养基和发酵条件为:魔芋粉20.6 g/L、麸皮20.6 g/L、干酪素41.3 g/L、玉米浆20 mL/L、硫酸铵5.0 g/L、磷酸二氢钾3.0 g/L、氯化钙1.0 g/L、硫酸镁1.0 g/L;250 mL三角瓶装液40 mL,按10%(v/v)接入液体种子,35.1℃、210 r/min条件下培养113 h。在该条件下菌株产酶活力为5593 U/mL,比优化前提高了72%。对黑曲霉WS-2007通过液体发酵所产酸性β-甘露聚糖酶的重要性质进行了研究。 该酶作用的最适温度为80℃,最适pH为3.5,该酶在pH 2.5~6.0,70℃以下稳定。当液态酶中有底物存在时,底物对酶有一定的保护作用。该酶在固体颗粒状态下,耐温性比液态时有很大提高,100℃保温15 min,酶活力仍保持在90%以上。金属离子Al3+、Ca2+对酶活力有明显的激活作用,而Ag+则具有很强的抑制作用。