产果聚糖蔗糖酶重组枯草芽孢杆菌的构建及表达

果聚糖蔗糖酶能够将蔗糖和乳糖转化为具有益生元功能的低聚乳果糖。为了实现果聚糖蔗糖酶在重组枯草芽孢杆菌中的高效表达,将两种启动子比较并进行串联操作,确定生产果聚糖蔗糖酶的最佳启动子并对重组菌的生长条件进行探索。构建WB-PH、WB-P、WB-H、1A-PH、1A-P、1A-H六种重组枯草芽孢杆菌,其中WB-PH发酵酶活明显优于其他重组菌。研究生长条件对重组菌WB-PH产酶的影响,采用大豆蛋白胨作为氮源,果聚糖蔗糖酶的表达量明显增加,发酵过程中保持较高的溶氧水平也对产酶量有较大的提高。优化后的发酵酶活最高可达108.34 U/mL,相比优化前提高了25.92倍。     

甲基营养芽孢杆菌SK21.002产果聚糖蔗糖酶的发酵条件优化

通过研究甲基营养芽孢杆菌SK21.002产果聚糖蔗糖酶的发酵条件,通过单因素实验和正交实验确定其最适产酶的发酵培养基为:蔗糖80g/L,酵母提取物10g/L,胰蛋白胨10g/L,K2HPO48g/L,MgS041g/L,NaCl2g/L;最适产酶的发酵条件为:初始pH6.5,发酵温度30℃,装液量30％,接种量2％,发酵周期21h.在以上条件下发酵培养,果聚糖蔗糖酶活力可达到9.76U/mL,是优化前的3.75倍.     

β-呋喃果糖苷酶合成低聚乳果糖的工艺研究

以蔗糖和乳糖为底物,利用节杆菌β-呋喃果糖苷酶合成低聚乳果糖,通过单因素和正交实验获得酶反应的最佳工艺条件为:酶反应体系的pH为6.5,反应温度37℃,酶用量1500U/g蔗糖,酶反应时间12h,反应体系的固形物含量为40%,蔗糖和乳糖的比例为1:1,该条件下低聚乳果糖的最大转化率为160.83mg/mL.     

重组β-半乳糖苷酶的制备及转化条件优化

以前期构建的产Bacilluscirculansβ-半乳糖苷酶重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET-20b-lac为菌种,进行摇瓶发酵诱导培养,培养24 h胞外上清酶活达15 U/mL。利用制备的β-半乳糖苷酶粗酶液进行酶转化实验。优化了酶转化条件,考查了初始pH、反应温度、乳糖质量浓度、加酶量和反应时间等因素对低聚半乳糖产率的影响。确定最优转化条件为:初始pH 6.5、反应温度55℃,起始乳糖质量浓度为700 g/L,加酶量为8 U/mL。在此条件下反应16 h,低聚半乳糖转化率可达57%。     

重组蔗糖异构酶的制备及应用条件优化

对重组菌株E.coli BL21(DE3)/p ET-24a-pal I摇瓶发酵产酶进行研究,探讨了3 L发酵罐中不同乳糖诱导浓度对菌体高密度发酵产酶的影响。结果表明,摇瓶发酵得到胞外上清酶活253.1 U/m L,3 L发酵罐高密度发酵时,在0.4 g/(L·h)乳糖诱导浓度下,发酵上清酶活可达到最大值654 U/m L。对重组蔗糖异构酶转化蔗糖生成异麦芽酮糖的酶转化条件进行了优化,结果表明,当底物浓度为400 g/L,反应初始p H 6.5,温度30℃,加酶量20 U/g蔗糖,转化时间8 h,异麦芽酮糖可以达到最大转化率87.9%。     

果聚糖蔗糖酶基因的克隆表达及酶学性质分析

将来源于解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的果聚糖蔗糖酶(levansucrase)基因进行克隆,并将其在Escherichia coli BL21(DE3)中表达。对发酵产酶后的菌体进行破壁和离心,粗酶液经镍柱纯化后,进行酶学性质研究。结果表明,重组酶的水解酶活和转移酶活最适温度分别为45℃和40℃,最适pH分别为6.5和6.0。此外,果聚糖蔗糖酶的K_m和V_(max)分别为150.74mmol/L和21.23μmol/(mL·min)。最后,在pH 6.0、40℃条件下,果聚糖蔗糖酶催化反应12 h后,体系中果聚糖质量分数可达34.05%。     

重组毕赤酵母产果糖基转移酶发酵条件的优化

果糖基转移酶(EC 2.4.1.9)是利用蔗糖为底物制备低聚果糖的关键酶。利用前期构建的产果糖基转移酶的重组毕赤酵母为出发菌株,对其进行发酵优化。最适发酵产酶条件为:装液量30 m L/250 m L、V(甘油)∶V(甲醇)=1∶20、初始pH为5.5、诱导温度为30℃、初始甲醇浓度为1.0%、后续甲醇浓度为1.5%、硫酸铵浓度10 g/L、诱导时间为120 h。在优化的发酵产酶条件下,重组果糖基转移酶酶活力达218.3 U/m L,较优化前提高了5倍。     

β-半乳糖苷酶催化乳糖合成低聚半乳糖

通过对环状芽孢杆菌B.circulans SK28.003的发酵获得β-半乳糖苷酶酶液,经过浓缩、盐析沉淀和低温冷冻干燥,制备酶粉。利用β-半乳糖苷酶的转糖苷功能催化乳糖合成低聚半乳糖(Galactooligosaccharides,GOS),采用单因素和正交试验优化,通过高效液相色谱法检测,以GOS产率为评价指标,确定最佳合成条件为:乳糖起始质量浓度为50 g/d L,加酶量为6 U/g,反应温度为60℃,p H 7.5。在此条件下反应12 h,GOS产率可达45.5%。     

大麦β-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中异源表达

该研究拟采用枯草芽孢杆菌异源表达大麦来源β-淀粉酶。选择枯草芽孢杆菌WB800作为宿主,采用同源重组的方法构建表达载体p P4 3NMK-amy B,获得重组枯草芽孢杆菌WB-amy B。重组枯草芽孢杆菌在摇瓶发酵条件下酶活最高可达386 U/m L,纯化后测得其比酶活为613 U/mg。重组酶的最适温度为55℃,最适p H值为5. 0。重组β-淀粉酶水解产麦芽糖能力与大麦β-淀粉酶相当,与普鲁兰酶联用时麦芽糖最大转化率可达81. 8%。重组枯草芽孢杆菌摇瓶发酵水平产酶量高于类似文献报道,重组β-淀粉酶的酶学性质与大麦β-淀粉酶相比几乎相同,完全可以替代大麦β-淀粉酶在工业上的应用。     

重组Bacillus subtilis产麦芽四糖淀粉酶的发酵优化及麦芽四糖制备

麦芽四糖淀粉酶可水解淀粉或麦芽糊精生成麦芽四糖,在食品领域有着广泛应用。为降低生产成本,对前期构建的生产麦芽四糖淀粉酶的重组枯草芽孢杆菌进行发酵优化。通过对培养基的氮源和碳源进行优化,以5%的接种量,在33℃、200 r/min条件下发酵48 h,发现以25 g/L豆粕粉和25 g/L工业蛋白胨为氮源,5 g/L甘油为碳源时,重组酶酶活力最高可达236 U/m L。利用发酵所得重组麦芽四糖淀粉酶制备麦芽四糖并进行酶反应条件优化,使用高效液相色谱检测产物含量。发现当酶转化反应温度为50℃,反应p H为7. 0,加酶量为30U/g底物,底物麦芽糊精的质量浓度为250 g/L时,反应12 h,麦芽四糖转化率可达73. 2%,为降低生产成本和工业制备麦芽四糖提供了理论依据。