纳豆激酶液体发酵条件优化的研究

通过正交试验和响应面分析法对纳豆激酶液体发酵条件进行了系统研究。由纳豆芽孢杆菌的生长曲线确定出18h~20h为适宜的种龄。采用正交试验法对发酵培养基的组成进行优化,确定出发酵培养基的最佳配方：玉米淀粉2%,动物蛋白胨4%,MgSO4·7H2O 0.05%,CaCl2 0.01%,K2HPO4 /KH2PO4 0.3%/0.1%。通过响应面分析法对发酵条件进行优化,确定出液体发酵最佳条件：初始pH值为6.8,装液量50mL/500mL锥形瓶,接种量3.1%,发酵温度36℃。经过优化,发酵48h后的纳豆激酶酶活从12.47kU/mL提高为32.73kU/mL。     

纳豆激酶液体深层发酵技术的研究

本文研究了纳豆菌株ZN-4 (Bacillus natto)的液体深层发酵条件及其对纳豆激酶活力的影响,结果表明:纳豆菌株ZN-4液体深层发酵的最佳培养基配方为:葡萄糖2 %,大豆蛋白胨1 %,Na2HPO4 0.6 %,NaH2PO4 0.1 %,MgSO4 0.05 %,CaCl2 0.02 %;最佳培养基起始pH 7.0,接种量为3 %,最适发酵温度为35 ℃.在此条件下,摇瓶、50 L罐和500 L罐发酵酶活最高分别达到1903 U/mL、2210 U/mL和1934 U/mL.     

产纳豆激酶菌株液体及固体发酵工艺初步研究

对纳豆菌株ZN-4(Bacillus natto)的液体深层发酵和固体浅盘发酵两种发酵工艺分别进行了初步研究,比较了两种工艺对该菌株产纳豆激酶的影响.结果表明,纳豆菌株ZN-4液体深层发酵的最佳培养基配方为:2%的葡萄糖,1%的大豆蛋白胨,Na2HPO40.6%,NaH2PO40.1%,MgSO40.05%,CaCl20.02%;最佳培养基起始pH为7.0,最佳接种量为3%,最适发酵温度为35℃,最佳发酵时间为56h,在此条件下,摇瓶发酵酶活最高可达到1903U/mL;以无机盐溶液浸泡过夜的优质东北大豆为发酵基料的固体浅盘发酵中,初步研究了不同接种量、发酵温度和发酵时间对该菌株产纳豆激酶的影响,结果表明,纳豆菌株ZN-4固体浅盘发酵的最佳接种量为10%,最适发酵温度为37℃,最佳发酵时间为48h,在此条件下,固体发酵酶活最高可达到2200U/g.     

硒纳豆激酶液体发酵研究

通过向液体培养基中添加无机硒,利用纳豆菌的发酵作用实现无机硒到有机硒的生物转化,并与纳豆激酶结合,得到硒纳豆激酶.最优发酵条件为:大豆蛋白胨2.5％,葡萄糖2％,Na2SeO3 10-6mol/L,MgSO40.05％,CaCl20.02％,K2HPO4/KH2PO40.2％/0.1％,培养基pH7,培养温度37℃,接种量2％,培养时间60h.所得硒纳豆激酶酶活达196.81U/mL(Folin-酚法),其SDS-PAGE凝胶电泳条带的硒含量为0.060μg/g,远高于不合硒发酵液对照样.     

纳豆激酶固态发酵工艺参数的两种不同设计方法优化

采用响应面法和人工神经网络耦合遗传算法,对影响固态发酵产纳豆激酶的工艺参数进行了优化,并对这两种方法的优化效果进行评价。结果表明:在纳豆激酶固态发酵工艺参数优化中,采用人工神经网络耦合遗传算法较响应面法具有更好的数据拟合能力和预测准确度,纳豆激酶固态发酵工艺最佳参数:接种量4%,初始含水量55%,大豆装量90 g/250 mL,发酵温度36.09℃,蔗糖添加量1.5%,MgSO4.7H2O添加量0.21%,CaCl2添加量0.27%,发酵时间24 h。在该条件下发酵产物的最大酶活可达7 631.28±219.54 U/g,较单因素试验的最高水平提高了29.02%。     

纳豆激酶高产菌株筛选及发酵条件优化

本实验对日本产优质纳豆中分离纯化得到的15株纳豆激酶菌株进行了研究.通过对其产纳豆激酶能力的测试,筛选出1 mL发酵液产酶为900 IU的N-15株;然后通过单因素试验和正交试验,最终确定其最佳培养条件:培养基由2%蔗糖和2%豆粕组成,发酵温度为37 ℃,起始pH为7;用此优化培养基发酵菌株,菌株产酶量为1033 IU/mL,比优化前有显著的提高.     

中式纳豆制备技术的研究

为探索出符合中国人口味且纳豆激酶酶活力高的中式纳豆加工技术,该研究从市售的4种纳豆中分离出4株纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）,并筛选出一株产纳豆激酶能力最强的菌株NK3。以牛奶培养基替代传统的种子液培养基培养纳豆菌种,通过单因素试验考察发酵温度、时间、接种量、加水量对纳豆激酶酶活力的影响,采用正交试验优化纳豆发酵条件。结果表明,以牛奶为培养基培养的纳豆菌生长良好,在发酵温度27 ℃、发酵时间1.5 d、接种量5%、加水量6%条件下,菌株NK3发酵制备出的纳豆无氨臭味,有淡淡的奶香味,且纳豆激酶酶活力高达668.5 U/g。     

纳豆激酶液态发酵工艺优化

在单因素实验的基础上,用响应面法和正交实验对Bacillus subtilis液态发酵生产纳豆激酶的培养基和发酵条件进行了优化。实验结果表明,最佳产酶培养基组成为麦芽糖2%,酵母膏4%,CaCl20.03%,pH7.0;最佳发酵条件为接种量1%,培养温度34℃,摇床转速200r/min,装液量100mL/500mL(挡板瓶),培养48h达到产酶高峰,产酶活力可达4300U/mL。     

响应面法优化纳豆激酶固态发酵培养基

为优化以菜籽粕与麸皮为基质产纳豆激酶培养基组成,在单因素实验基础上,选择不同速效氮源、速效碳源、无机盐的种类及其添加量为自变量,纳豆激酶酶活为响应值,利用Box–Behnken中心组成设计原理,设计三因素三水平响应面试验,建立回归模型。经响应面分析,回归模型具有较高拟合度。结果显示优化后培养基组成为:菜籽粕∶麸皮(W/W)=1∶4基础培养基中,尿素添加量0.61 g/100g,葡萄糖添加量1.28 g/100g,氯化镁添加量0.64 g/100g,在初始pH 7.0,温度37℃条件下发酵48 h,纳豆激酶酶活达到7 329.76I U/g,较基础发酵培养基提高1.73倍。     

纳豆芽孢杆菌产纳豆激酶发酵工艺控制及纤溶酶分析

基于摇瓶发酵优化结果,在10 L发酵罐中研究了纳豆芽孢杆菌TN-02产纳豆激酶的发酵控制工艺,分析了发酵产物中纤溶酶的组分纯度。在放大发酵过程中,考察了培养温度和主要碳、氮源的流加补充对产酶的影响,并利用卡那霉素抗性基因kan对纳豆芽孢杆菌TN-02中的纳豆激酶基因aprN进行了部分替换和插入失活,获得了aprN突变的重组菌TN-021。结果表明,通过温度的阶段性控制和甘油、胰蛋白胨补料发酵,获得纳豆激酶的最高表达量为13 978.3 U/mL,是摇瓶发酵最高表达量的1.8倍;在菌株TN-021的摇瓶发酵产物中未检测到纤溶酶活力,证明了纳豆激酶是纳豆芽孢杆菌TN-02发酵产物中唯一纤溶酶。研究结果为纳豆激酶高水平发酵放大工艺控制奠定了基础,同时为纳豆激酶的品质分析方法提供参考。