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木聚糖酶的定向合成及其应用

王利  
【摘要】:论文集中探讨了三个主题:里氏木霉用于木聚糖酶的生物合成和纯化;木聚糖抽提物选择性生物降解和未水解木聚糖的再利用;木聚糖酶对吴江纸浆的助漂作用。主要结果如下: 1 里氏木霉菌丝细胞干重与时间的关系。在两小时和五小时之间分为三个阶段,缓慢增加,快速增多,平缓。丝状真菌分泌木聚糖降解酶到培养基中,尤其是胞外酶,而且真菌培养基提取木聚糖酶的水平比酵母或细菌都高。 2 诱导底物的影响。选择合适的底物对木聚糖酶合成很重要底物不仅用做碳源和能源,而且为微生物提供了必要的诱导化合物,有延长的生长时间能导致发酵过程增加量的生产。直接从木聚糖和纯化的木聚糖中获得的低分子量化合物诱导木聚糖酶的生产,是好的底物,经常用于小规模的试验。这些相当纯提取过的底物中接入菌丝体不仅逐渐产出越来越多的木聚糖酶,而且常相伴诱导形成少量的纤维素酶活性。当以木聚糖混合吴江麦草浆产酶,较高温度时纤维素酶活显著增加而木聚糖酶活形成减少。 木聚糖混和黄豆粉或粗纤维做碳源可以诱导聚糖酶的生物合成。与13g/l木聚糖产酶相比,木聚糖10g/l混和5g/l黄豆粉或5g/l粗纤维做碳源,胞外蛋白质浓度分别为0.368mg/ml和0.412mg/ml,低于替换成酶解渣做碳源同样混和,酶解渣是玉米芯木聚糖的酶解固体残留物,分析知道包含很多低分子量组分,纤维素酶活分别为0.167IU/ml和0.159IU/ml,也低于替换成酶解渣混合,滤纸酶活分别为0.81FPIU/g和0.85FPIU/g高于替换成酶解渣混合。混合粗纤维效果好于黄豆粉。 大规模生产过程,由于底物成本在酶生产的经济中起到关键性作用,在几个不同的试验中制备不同的寡纤维素底物和测定纯底物,如木聚糖或纤维素。如表中所示,碳源浓度可升至13g/l,对菌丝体底物浓度的增加是有益的,从酶解渣7g/l到10g/l浓度导致木聚糖酶比活力108.75IU/mg蛋白质,几乎两倍的增加量,从酶解渣10g/l到13g/l浓度对木聚糖酶形成有不利的结果。相比较,10g/l最优,木聚糖酶活58.3IU/ml,木聚糖酶比活力158IU/mg蛋白质。 木聚糖酶能用做更确切的水解目的,如从木聚糖抽提液中酶解的木低聚糖,这样产生的木低聚糖(主要是木二糖和木三糖)带有某种优良用途可用做食品添加剂或替代的甜味剂。10g/l酶解渣时低聚木糖/总糖最大达47.8%。而酶解渣浓度13g/l时,低聚糖得率升至98%。因为过剩底物带来酶和低分子碎片的协同作用。 3 木聚糖酶粗酶液的稳定pn值和温度是5.0和27℃。从菌丝体培养液中产出木聚糖酶,经热处理(PartA),超滤(PartB),加硫酸胺(PartC)纯化。木聚糖酶水解合理的底物浓度是40g/l,木聚糖酶活是8.84IU/ml*g底物,12小时。 4 Part C展示具有水解CMC交叉活性和β-木糖苷酶活性,但不能将木二糖水解成木糖,粗酶液玉米芯木聚糖得率定为100%,沉淀处理酶得率是49.1%。Part B和part C木糖含量减少至1.83%,1.33%,木低聚糖,木糖得率8.36%,9.74% 5 木聚糖酶对吴江麦草浆的助漂作用。木聚糖酶对吴江麦草浆助漂作用。纯化减少了β-木糖苷酶,木糖量减少,内切-1,4-β-D-木聚糖酶水解能力强。应用助漂实验发现浆浓《=4%,酶用量3~5IU/g浆料,反应时间4~5小时处理效果较好。合成木聚糖酶历程中种子干重2小时前缓慢增加,5小时前呈对数生长期,5到7小时增加趋势减慢。


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