β-葡萄糖苷酶高温同步糖化发酵产乙醇应用研究

利用Trichoderma sp.W2所产的嗜温耐乙醇β-葡萄糖苷酶及耐高温酵母Kluyveromyces marxianus NCYC 587,以气爆秸秆为原料进行高温同步糖化发酵。研究结果表明:在42℃条件下,接种体积分数10%,底物质量分数15%,发酵pH值为4.8,β-葡萄糖苷酶添加量为30 U/g底物条件下发酵效果最好。NCYC 587能迅速利用预水解产生的葡萄糖发酵并积累乙醇,同时能利用部分木糖,但在发酵后期,葡萄糖利用完全后会代谢利用一定量的乙醇,致使发酵过程中乙醇质量浓度始终维持在一个相对较低的水平。乙醇最高质量浓度达到20.56 g/L,乙醇产率达80.64%。添加嗜温耐乙醇β-葡萄糖苷酶于高温同步糖化发酵能有效解决纤维素酶解发酵过程终端产物抑制的难题。     

一株产纤维素酶镰刀菌的筛选、鉴定与酶学性质

根据菌株菌落、菌丝体、孢子等形态特征及其生理特性,初步鉴定高产纤维素酶的丝状真菌为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),命名为XA-1。考察了不同碳源及氮源、培养温度、初始pH等因素对XA-1产酶的影响,并研究了该菌所产纤维素酶酶学性质及酶解性能。该菌的最适产酶条件为:分别以水葫芦和硫酸铵为碳、氮源,30℃,pH 5.0,培养6 d后,内切葡聚糖酶(CMCase)、β-葡萄糖苷酶(β-Gluase)和滤纸酶活力(FPA)分别达到4 083.2、3 258.8 U/g和773.2 U/g(成熟曲)。CMCase、β-Gluase最适反应温度为45℃,FPA则为55℃;CMCase、β-Gluase和FPA的最适反应pH分别为5.0、4.5和5.0。菌株XA-1纤维素酶酶解香蕉秆或水葫芦32 h后,酶解得率分别达到27.3%和29.8%。菌株XA-1在纤维素酶开发及转化秸秆类纤维素为可发酵糖方面显示出较好的应用前景。     

重组里氏木霉粗酶液提取虎杖中白藜芦醇的研究

为从虎杖中提取白藜芦醇并同步实现高效转化,经平板初筛和48 h的试管产酶复筛,从619株里氏木霉的基因重组菌中定向筛选出3株高产β-葡萄糖苷酶的菌株(BG-2,BG-4和BG-5)。摇瓶条件下产酶48h,三者的β-葡萄糖苷酶酶活为1.75,3.50和5.71 IU×m L~(-1),分别是出发菌株的36倍、73倍和119倍。以三者的发酵粗酶液直接处理虎杖粗提物,45℃条件下反应5 h后,与出发菌株相对比,重组菌株对白藜芦醇的提取率可达14.86~16.41 mg×g~(-1),是出发菌株的2.41~2.66倍;转化率可达120.5%~138.4%,是出发菌株的6.0~6.85倍,且反应液中基本无白藜芦醇苷残留。该研究策略从根本上提高了纤维素酶法对苷元型白藜芦醇的提取效率,可推广应用于其他易糖苷化的中草药成分的提取。     

普鲁兰酶产生菌的筛选鉴定及其发酵条件优化与酶学性质研究

从淀粉厂附近土壤中筛选得到5株产普鲁兰酶的菌株,与实验室已有保藏菌株做活性对比,结果筛选得到的S1117产酶活性较高,根据其形态特征及16S rRNA序列分析,初步鉴定为芽孢杆菌。对其产酶条件进行了优化,确定了该菌株的最适发酵培养条件,其发酵54 h时酶活达到最大2.5 U/mL。初步研究了其酶学性质,其所产普鲁兰酶反应最适温度与pH分别为40℃,5.2;在60℃仍保持有80%以上酶活。     

降解秸秆的纤维素酶产生菌的筛选及产酶条件研究

从土壤、霉变的农产品和实验室保存的真菌中筛选到15株产纤维素酶的菌株,其中绿色木霉T206产酶能力最强。利用液体发酵,研究了碳源、氮源、接种量、起始pH值、培养时间等对菌株产酶的影响,以及该菌株所产纤维素酶的种类。在最适条件下菌株培养96h后,羧甲基纤维素酶活(CMCA)最高达到7654.33U,是优化前酶活的1.7倍,滤纸酶活(FPA)达到1675.12U。     

黑曲霉产β-葡萄糖苷酶发酵条件的研究

通过单因素及正交实验对现存黑曲霉菌株产酶发酵条件进行了研究,结果表明:当培养基为:玉米芯4.0%;酵母粉1.0%;KH2PO40.4%;MgSO40.08%;(NH4)2SO40.4%;培养温度30℃,摇床转速220r/min,接种量6.0%,装液量40mL/250mL,初始pH值5.0,发酵周期168h;此条件下β-葡萄糖苷酶酶活达56.96IU/mL。     

重组真菌腈水解酶的发酵工艺条件及生物催化特性初探【需加急】

对产真菌腈水解酶的重组大肠杆菌的培养基种类、培养基成分、诱导剂种类和浓度、诱导条件、p H和温度进行了系统考察。摇瓶发酵优化结果显示:以甘油作为主要碳源,蛋白胨和酵母膏作为主要氮源,并添加微量元素的SOC培养基作为发酵培养基,最适接种量为0.5%;较优的诱导剂诱导条件为:采用0.5 mmol/L的IPTG诱导12 h,发酵p H=7.5,诱导温度25℃时产酶效果最佳。经过优化后,重组酶的酶活得到了显著提高,总酶活最高达到了3.84 U/m L,相比初始水平(0.84 U/m L)提高约4倍。5 L发酵罐的放大实验表明,产酶效果良好,总酶活和比酶活均与摇瓶水平基本持平。全细胞催化性质考察研究结果表明,该菌株所产腈水解酶催化反应的最适催化反应温度是45℃,最适反应p H约为7.2。     

重组真菌腈水解酶的发酵工艺条件及生物催化特性初探

对产真菌腈水解酶的重组大肠杆菌的培养基种类、培养基成分、诱导剂种类和浓度、诱导条件、p H和温度进行了系统考察。摇瓶发酵优化结果显示:以甘油作为主要碳源,蛋白胨和酵母膏作为主要氮源,并添加微量元素的SOC培养基作为发酵培养基,最适接种量为0.5%;较优的诱导剂诱导条件为:采用0.5 mmol/L的IPTG诱导12 h,发酵p H=7.5,诱导温度25℃时产酶效果最佳。经过优化后,重组酶的酶活得到了显著提高,总酶活最高达到了3.84 U/m L,相比初始水平(0.84 U/m L)提高约4倍。5 L发酵罐的放大实验表明,产酶效果良好,总酶活和比酶活均与摇瓶水平基本持平。全细胞催化性质考察研究结果表明,该菌株所产腈水解酶催化反应的最适催化反应温度是45℃,最适反应p H约为7.2。     

用于环保的耐热脂肪酶产生菌Wi-3的诱变及其酶学特性研究

从福州温泉澡堂排水道中分离筛选到一株可用于环保的耐热脂肪酶产生菌株Wi-3,经UV NTG复合诱变,选育出突变株Wi-3-3和Wi-3-5,其酶活比出发菌株分别提高了32.3%和11.8%.对Wi-3-3的产酶条件进行研究,结果表明在35℃、起始pH值7.0、250 mL摇瓶装量为35 mL、接种量为4 mL(菌浓1.5×108个·mL-1)、发酵周期为35 h的培养条件下产酶最高.用硫酸铵提取Wi-3-3发酵液中脂肪酶进行酶学特性的初步研究,结果表明其最适反应pH值为8.6、最适反应温度为55℃.     

细菌产β-葡萄糖苷酶发酵优化

从栀子果中分离到一株在较高温度下产β-葡萄糖苷酶的地衣芽孢杆菌,对其产酶条件进行了优化.通过单因素实验和正交实验确定该菌株产酶的最佳培养条件为:碳源(甘蔗渣粉∶麸皮=3∶1)5%,牛肉膏 0.5%,栀子甙 0.2%,KH2PO4 0.4%,MnSO4 0.04%,pH值9.0,装液量20 mL/250 mL,种子液接种量10%,45℃发酵24 h.优化条件下发酵液中的酶活可达到93.48 U·mL-1.     

蒸汽爆破麦草同步糖化发酵转化乙醇的研究

近年来对木质生物资源同步糖化发酵转化乙醇的研究较多,但是,麦草同步糖化发酵转化乙醇的最佳工艺条件还未确定。文中采用正交试验设计的方法,对在混合酶(纤维素酶Celluclast 1.5 1,β-葡萄糖苷酶Novozym 188)与酿酒酵母菌作用下,稀硫酸催化的蒸汽爆破麦草原料同步糖化发酵转化乙醇的工艺条件进行研究,详细讨论了反应温度、底物质量浓度、发酵液pH值、纤维素酶浓度对乙醇质量浓度和得率的影响。结果表明,工艺条件对乙醇质量浓度和得率的影响程度由高到低依次为:底物质量浓度、纤维素酶浓度、发酵液pH值、反应温度。最佳工艺条件为反应温度35℃,底物质量浓度100 g/L,发酵液pH值5.0,纤维素酶浓度30 FPU/g。在此条件下,随着反应时间的延长,乙醇质量浓度持续上升。反应72 h后,乙醇质量浓度和得率分别达到22.7 g/L和65.8%。     

ARTP诱变黑曲霉高产β-葡萄糖苷酶的研究

通过ARTP技术操作快速获得突变菌株,提取纤维质中的β-葡萄糖苷酶产菌,进行产酶液体发酵并提取粗酶液,结果可见35～80℃时底物与酶液反应,得酶活性最大数值100%,β-葡萄糖苷酶促反应最为适宜的温度65℃。测定酶活性,最大100%,β-葡萄糖苷酶酶促反应最为适宜pH为4.5。50℃进行酶活性测量,得到100%。实验得出,β-葡萄糖苷酶120min保温之后酶活性可达61.6%。酶液稀释,测量酶活性,最大数值100%。β-葡萄糖苷酶最为稳定状态的ph值为3.0～l0.0,在ph值低于11.0时,β-葡萄糖苷酶活性下降,相对活性90.6%。β-葡萄糖苷酶最为适宜的反应温度为65℃。5mmol/L浓度之下得出不同金属离子,测量酶活性,得100%。Mn~(2+)对酶活性促进作用最强。Cu~(2+)抑制作用最强,此次研究证明β-葡萄糖苷酶pH较为稳定,热稳定性较好,应用价值较大。     

黑曲霉胞内β-葡萄糖苷酶分离提纯及其性质的研究

采用丙酮沉淀、DEAE-Sepharose阴离子交换层析、Sephactyl S-200凝胶过滤、Phenyl Sepharose CL-4B疏水层析等步骤,从黑曲霉菌丝体中获得了一种凝胶电泳均一的胞内β-葡萄糖苷酶,其单亚基相对分子质量为122.7K,纯化倍数和得率分别为7.2和19.3%.以纤维二糖为底物时,该酶葡萄糖的抑制常数Ki为0.19 mmol/L,Km值和Vmax分别为2.99 mmol/L、1.49 μmol/min.该酶最适反应温度60℃,最适反应pH为5.0;在60℃以下及pH3～6范围内均能保持稳定.甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮和乙酸乙酯等有机溶剂对胞内β-葡萄糖苷酶有很好的激活作用.     

N~+注入诱变选育β-葡萄糖苷酶高产菌株及其产酶条件的优化

以筛选得到能够有效利用木糖渣作为碳源生产β-葡萄糖苷酶的菌株为目的,利用N+注入棘孢曲霉L22,筛选得到一株β-葡萄糖苷酶活提高1倍的突变株NIP35。通过单因子实验结合正交实验,对其培养基组成如碳源、氮源、表面活性剂等进行了优化,使其产酶水平最终提高了近2倍。     

溶氧对几种真菌漆酶发酵的影响

通过振荡和静置培养红灵(G.lucidum Karst)、日本赤芝(G.sp.)、阿魏侧耳(P.ferulae)、平菇苏研7号(P.ostreatusSY7)和平菇2106(P.ostreatus2106)5种真菌,发现发酵过程中溶氧对它们产漆酶能力影响很大。红灵和日本赤芝振荡培养的酶活分别是静置培养的12.86和3.5倍;阿魏侧耳振荡培养的酶活是静置培养的2倍;5种菌株振荡培养时以日本赤芝的酶活为最大(118.01 U/mL);平菇苏研7号静置培养时酶活是振荡培养的4.8倍;平菇2106振荡培养时酶活几乎为0,而静置培养时酶活高达113.5 U/mL。目前所研究和报道的漆酶产生菌多为需氧发酵菌,该实验发现平菇2106菌株能在静置培养(厌氧发酵)条件下高产漆酶(经发酵培养基初步优化漆酶产量可达337.31 U/mL),具有很大的应用前景。     

菌种L3深层发酵产漆酶及其对废水脱色的研究

对菌种Trametes versicolor SYBC-L3发酵产漆酶的碳氮源进行了优化,研究了菌株L3漆酶的性质及其在毛纺废水脱色中的作用。结果表明,其最佳发酵碳氮源为:麦芽糖12g/L、豆粕4g/L,优化后的漆酶的酶活在第8天可高达48400U/L;酶最适反应温度为50℃,在70℃以下保温1h,仍然有70%的剩余活力,其最适pH为3.5,在pH4～8下保温24h,仍然有70%以上的活力。用L3漆酶处理毛纺废水,20min脱色率达到70%,有较好的脱色效果。     

葡萄糖苷酶在毕赤酵母中的重组表达及一步纯化

从绿色木霉中克隆了葡萄糖苷酶bg基因,构建入表达载体pPIC9k-His6中,然后在AOX1启动子的控制下,在毕赤酵母GS115菌株中表达. 在5 L发酵罐中发酵120 h,重组P. pastoris Mut+菌株湿重达360.6 g/L,葡萄糖苷酶浓度和酶活分别为2.1 mg/mL和73.5 U/mL. 经亲和层析一步纯化后,得到了电泳纯的葡萄糖苷酶. HPLC分析显示其纯度为95.6%,比酶活为71.9 U/mg. 纯化过程酶得率为73.6%,纯化倍数为42.6. 纯酶的等电点为5.0,最适温度为50℃,最适pH为6.5. 金属离子Ag+, Ca2+, Cu2+, Fe2+及SDS对葡萄糖苷酶活性有抑制作用,而Mg2+, Mn2+, K+能增强葡萄糖苷酶活性,其中1 mol/L Mg2+能使酶活提高20%.     

- 葡萄糖苷酶的研究

研究了培养条件对黑曲霉液体发酵制备β-葡萄糖苷酶的影响及β-葡萄糖苷酶的表观酶学性质。麸皮是黑曲霉β-葡萄糖苷酶的较适诱导物。黑曲霉NL02以 40 g/L 麸皮为碳源,在 250 mL 三角瓶中装液 40 mL,接种量 8%,初始pH值5.5, 30℃、 170 r/min 下培养 10 d,β-葡萄糖苷酶活力为 19.12 IU/mL。β-葡萄糖苷酶最适温度为 65℃,40℃ 时稳定性较好;最适pH值为4.8,在pH值3.0～5.0之间稳定性较好。     

苯丙氨酸脱氨酶发酵工艺及其酶学性质研究

选育出一株具有较高苯丙氨酸脱氨酶活性的菌株巨大芽孢杆菌AS1.127-NJU10。考察了该菌的发酵产酶条件,结果表明:蔗糖为最佳碳源、酵母浸膏和NH4C l组成最佳氮源,其质量浓度分别为:ρ(蔗糖)=20 g/L,ρ(酵母浸膏)=2 g/L和ρ(NH4C l)=10 g/L;发酵培养基最适pH=6.5,培养温度为37℃;诱导物ρ(L-苯丙氨酸)=1 g/L时,酶活最高达1 070 U。同时对苯丙氨酸脱氨酶的性质进行了研究,结果表明:该酶最适pH=5.8,最适温度为40℃,反应液中添加φ(吐温-80)=0.2%和c(K+)=10-5mol/L能明显提高酶活。     

β-葡萄糖苷酶产生菌产酶条件研究

本文研究了β-葡萄糖苷酶产生菌黑曲霉3．350菌株（Aspregillusniger3．350）的产酶温度、pH值、碳源等条件及其它影响产酶的有关因子，确定了黑曲霉3．350菌株产酶的最适温度为25～30℃，pH＝7.0～8.0，并发现在本实验条件下Cu2＋、Mg2＋对酶活力提高有明显作用。