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嗜碱性芽孢杆菌Bacillus sp.AC-2产纤维素酶的研究

舒勤  
【摘要】: 由细菌产生的纤维素酶其最适反应pH值通常为中性到碱性,近年来,这类酶制剂在纸浆脱油墨和洗涤剂等工业领域中得到了成功的应用,对于这类酶制剂的研究具有重要的学术意义和实际应用价值。 本文选用嗜碱性芽孢杆菌Bacillus sp.AC-2发酵生产纤维素酶,在摇瓶条件下对Bacillus sp.AC-2的产酶工艺进行了研究,包括种子培养时间、接种量、初始pH值、培养温度、碳源、C/N、氮源、无机盐和表面活性剂等。采用优化后的培养基及培养条件,发酵44小时,Bacillus sp.AC-2所产纤维素酶在pH7.0和pH9.5条件下分别为111.25U/mL和76.04U/mL。 进一步在3.7L发酵罐中进行产酶研究。确立了适宜的通气量和搅拌速度分别为0.2vvm和200rpm;在最佳发酵条件下,中性纤维素酶和碱性纤维素酶产量达到了136.77U/mL和93.48U/mL。这一结果已达到同类文献报道的先进水平,显示了良好的应用前景。 对Bacillus sp.AC-2纤维素酶的酶学性质研究表明:该酶除了主要具有内切-β-葡聚糖酶(CMC酶)活性外,还有一定的淀粉酶活力和少量的滤纸酶活力,未测出纤维二糖酶活力。Bacillus sp.AC-2纤维素酶的最佳反应温度和pH值分别为60℃和7.0;在pH6.0~10.0、温度低于70℃条件下比较稳定;不同的金属离子对酶活具有一定的激活或者抑制作用。 Bacillus sp.AC-2纤维素酶在纸浆酶法脱墨方面展示了良好的应用前景,经它处理过的纸浆不仅白度好,而且对纤维的破坏程度也小;酶用量以100U/g为适宜;吐温80和适当的机械作用可以提高酶法脱墨效果。初步实验表明,Bacillussp.AC-2纤维素酶在洗涤剂工业中具有巨大的应用潜力,当酶的添加量为2%、水洗时间1小时,该酶能有效地提高洗衣粉对污布的水洗能力。 芽孢杆菌所产的纤维素酶具有重要的工业应用价值,目前对这类酶制剂的工业化生产国内尚属空白。本论文的研究结果在学术上和应用中都具有重要意义。


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