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木聚糖酶产生菌的筛选与发酵条件的初步优化

葛方兰  
【摘要】: 木聚糖(xylanase EC 3.2.1.8)是植物体内存在的半纤维素的主要成分,是自然界中仅次于纤维素的最为丰富的多糖。木聚糖酶是戊聚糖酶的一种,可以将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的复合酶系,主要应用于造纸、饲料、医药、能源、纺织等行业,具有极大的商业价值和广阔的应用前景。 本研究从四川青城山、九寨沟、拉萨、山东临祈等地采集林木长期自然覆盖下的土壤。用RBB-xylan选择培养基进行初筛,根据不同菌株所形成的透明圈的大小,确定需要复筛的菌株,经产酶基本培养基复筛后,筛选到4株产酶稳定且活力较高的菌株,选择其中产木聚糖酶较高的一株X-18,作为进一步发酵条件优化的实验菌株。该菌细胞形态为杆状,革兰氏染色为阳性,有芽孢,分类鉴定的结果表明,菌株X-18属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.)细菌,因此,该菌命名为Bacillus sp.No X-18。进行单因素试验,结果显示甘露糖、蔗糖为最佳产酶的碳源,其木聚糖酶活力分别为17.24 IU/mL、16.68 IU/mL。最佳氮源为蛋白胨,其木聚糖酶活力为18.5 IU/mL:双因素试验,结果显示木聚糖和阿拉伯糖的碳源组合菌株酶活最高,为19.86 IU/mL,蛋白胨和草酸铵的组合最有利于产酶,酶活为19.71 IU/mL;培养基成分的综合优化试验,结果显示最佳培养基是:1.5%蔗糖、1%阿拉伯糖、0.37%NH_4Cl、0.37%酵母膏、0.5%K_2HPO_4、0.02%MgSO_4·7H_2O,pH 8.0,其木聚糖酶活力可达74.21IU/mL。最佳培养条件为:起始PH8.0,50ml装液量,32℃,发酵时间72h。 对Bacillus sp.No X-18木聚糖酶的部分酶学特性进行了研究,结果表明,菌株X-18酶活最适温度为50℃,其热稳定性较好,在50℃保温1小时仍达到100%的酶活力。该酶pH值范围较广,在pH 5.0至pH8.0范围内均能保持较高的活性,最适pH值为5.0,与其相关报道的研究相比,该木聚糖酶酸碱性较好。


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