α-半乳糖苷酶的液体发酵条件和酶学性质研究

研究了臭曲霉ZU-G1液体发酵产α-半乳糖苷酶的最佳生产条件及其酶学性质.试验结果表明,最适发酵条件为温度28℃.转速200 r/min,装液量30 mL(250 mL三角瓶),接种量6.6%,种子培养18 h后接种,发酵144 h后α-乳糖苷酶酶活达到最大值.在此发酵条件下α-半乳糖苷酶最适pH 5.0,于28℃放王7 h,在pH 3.5～6.0内稳定性较好;该酶的最适温度为60℃,在50℃以下存放稳定性较好.Ag 可强烈抑制该酶的活性,Ca2 、Mg2 、Mn2 和Zn2 的激活效果随浓度而变.1mmol/L甘露醇、抗坏血酸和2mmol/L蜜二糖对酶的热稳定性保护效果好.     

产α-半乳糖苷酶乳酸菌的筛选及酶学特性研究

以发酵乳制品、益生菌制品、泡菜等为原料,筛选产α-半乳糖苷酶的乳酸菌.以平板上显示蓝色作为初筛依据,结合液体培养,复筛获得1株产α-半乳糖苷酶酶活较高的菌株,其最大酶活达到17.35U/mL,经初步鉴定为发酵乳杆菌(Lactobacillu fermentum).该发酵乳杆菌α-半乳糖苷酶的最适温度50℃,且保温2 h后,酶活仍保持60%.其最适pH为5.8,在pH5.0～7.0之间,酶稳定性良好.该酶对α-半乳糖苷类寡糖的降解性良好,为今后酸豆奶的开发和推广奠定了基础.     

嗜热脂肪芽孢杆菌产β-半乳糖苷酶发酵条件优化

研究了嗜热脂肪芽孢杆菌C953产β-半乳糖苷酶的发酵条件.研究得出C953产酶适宜培养基为:牛肉膏、大豆蛋白胨、NaCl、K2HPO4、KH2PO4;产酶的适宜发酵条件为:培养温度50℃,接种量10%,1000mL三角瓶的装液量200mL,初始pH 7.0,摇床转速220r/min,培养时间24h.发酵液中β-半乳糖苷酶酶活力可达4.39NLU/mL.十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定表明,β-半乳糖苷酶由分子质量为104.9kDa和114.3kDa的亚基组成.     

高效利用棉籽糖菌种的筛选及酶学性质研究

为筛选出可高效利用棉籽糖的菌种并对其酶学性质进行研究,采用高效液相色谱法测定了棉籽糖含量,平板计数法测定菌种生长量,p NPG法测定α-半乳糖苷酶酶活。结果显示,该实验筛选出屎肠球菌、粪肠球菌和凝结芽孢杆菌3株可以高效利用棉籽糖的菌种,发酵后培养基中棉籽糖剩余含量分别为0、0. 36%和1. 05%(质量分数)。屎肠球菌α-半乳糖苷酶最适p H值为5,最适温度为45℃。粪肠球菌α-半乳糖苷酶最适p H为5,最适温度为50℃。凝结芽孢杆菌α-半乳糖苷酶最适p H为8,最适温度为45℃。所产α-半乳糖苷酶具有较为稳定的酶学性质,可为今后饲料和食品中棉籽糖的去除提供研究方向。     

益生菌降解大豆源α-低聚糖和醛类物质的研究

从传统乳酸菌中分离获得6株产α-半乳糖苷酶的益生菌,研究了它们分解代谢豆乳中α-低聚糖和醛类物质的特性。首先分析了益生菌所产α-半乳糖苷酶的活性;接着探讨了益生菌在豆乳中37℃培养48 h期间,样品中α-低聚糖代谢水平,醛类物质的降解率。pH值变化和蛋白水解活性。结果表明,益生菌表现出不同的α-半乳糖苷酶的活性,乳双歧杆菌B12.0501所产α-半乳糖苷酶活性最高,达到21.8U/mL。豆乳中α-低聚糖和醛类物质的降解程度依赖于菌株类型和发酵时间。     

α-半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达及酶学性质研究

利用大肠杆菌（Escherichia coli）表达系统,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）诱导,成功异源表达了一株链球菌（Streptococcus）S1的α-半乳糖苷酶基因,重组α-半乳糖苷酶经镍柱纯化后,测定其酶学性质。重组α-半乳糖苷酶最适pH值为6.5,最适温度为50 ℃,在碱性环境中（pH 7.5～10.0）及在40 ℃以下温度条件下该酶较为稳定;酶催化动力学结果显示,该酶在最适条件下水解硝基苯-α-D-半乳糖苷（pNPG）的最大水解速率（Vmax）为508.38 μmol/（min·mg）,米氏常数（Km）值为1.2 mmol/L;通过薄层层析（TLC）法检测到该重组α-半乳糖苷酶可以高效地水解天然底物蜜二糖、棉籽糖和水苏糖中的α-半乳糖苷键。     

生物合成α-半乳糖苷酶的研究进展

半乳糖苷酶是一种外切糖苷酶,可用于改善和消除饲料及豆制食品中的抗营养因子,良好的生物催化能力使其在食品、饲料和医药等领域显示出巨大潜力,但目前α-半乳糖苷酶的微生物发酵产量及活性并不高。该文在阐述α-半乳糖苷酶的催化机制的基础上,对α-半乳糖苷酶的微生物来源,产α-半乳糖苷酶菌株的发酵以及该酶的异源表达和分离纯化进行了综述,并对开发低成本、高活性和高产量的α-半乳糖苷酶生产工艺进行展望,以期显著提高α-半乳糖苷酶的生产水平,为后续对α-半乳糖苷酶的产业化研究奠定基础。     

一株产α-半乳糖苷酶菌的分离与选育

主要研究了α-半乳糖苷酶产生菌的筛选及选育。以发酵豆制品和用于食品酿造的菌株为材料,通过在平板上显示蓝色作为初筛依据,结合摇瓶复筛获得1株产α-半乳糖苷酶酶活高的曲霉菌株,其96h酶活达到22.27U/mL,初步鉴定为臭曲霉,并定名为AspergillusfoetidusZU-G。该菌株经60Co-γ辐射诱变和N+离子束诱变,其酶活比各出发菌株分别提高了20.7%和23.4%,分别达到26.88U/mL和33.18U/mL。     

驼乳中产转糖基活性β-半乳糖苷酶乳酸菌的筛选鉴定及其酶学特性分析

分离筛选高产转糖基活性β-半乳糖苷酶的乳源微生物,为高效合成低聚半乳糖（galacto-oligosaccharides,GOS）提供新酶源。以添加5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（X-Gal）的乳糖为碳源的乳酸细菌培养基（MRS）进行初级分离筛选,以产酶菌株粗酶液催化乳糖转糖基反应产物的薄层层析进行复筛,单因素优化最佳产酶条件和转糖基反应条件,硫酸铵分级沉淀纯化β-半乳糖苷酶并对其酶学特性进行初步分析。筛选获得产转糖基活性β-半乳糖苷酶乳酸菌20?株,选择产酶水平较高、转糖基活性最强的产β-半乳糖苷酶菌株L6进行进一步研究。生理生化和分子生物学鉴定确定L6菌株为Lactobacillus kefiri。该菌株在2?g/100?mL乳糖、1?g/100?mL氮源（蛋白胨、牛肉膏和酵母浸粉）及初始pH?5.5的条件下,37?℃培养20?h,产酶水平最高可达（3.81±0.02）U/mL。L6菌株所产β-半乳糖苷酶催化反应的温度范围较宽,45～70?℃均能保持50%以上相对酶活力。以45?g/100?mL乳糖为底物,该酶在65?℃、pH?7.0条件下,反应4?h生成转移二糖的得率为13.51%（m/m,下同）,转移三糖为13.85%,转移三糖以上的GOS为4.15%。     

高产α-半乳糖苷酶菌株的筛选鉴定及发酵培养基的优化

从紫花苜蓿草种植土壤中筛选得到一株产α-半乳糖苷酶的菌株A1-19,结合形态学特征及分子生物学对其鉴定,并优化其发酵培养基。结果表明,菌株A1-19被鉴定为黑曲霉（Aspergillus niger）。对基础发酵培养基中碳源、氮源、无机盐及诱导物进行单因素优化,结果显示,其最佳碳源为乳糖,氮源为牛肉膏,无机盐为MgSO4、Na2HPO4、MnCl2,诱导物为水苏糖。最佳培养基配方为乳糖15.0 g/L,牛肉膏10.0 g/L,MgSO4·7H2O 1.0 g/L,Na2HPO4 0.5 g/L,MnCl2 1.0 g/L,水苏糖0.8 g/L。在此优化的培养基下,菌株A1-19产α-半乳糖苷酶酶活力7.85 U/mL,是优化前发酵酶活力的6.77倍。     

溶氧状况对黑曲霉DB056产柚苷酶的影响研究

以α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶的酶活为评价指标,从装液量、玻璃珠数量、氧载体这3个方面来研究黑曲霉DB056摇瓶发酵产柚苷酶的溶氧条件。通过单因素优化得到的摇瓶发酵条件为:装液量35mL、玻璃珠添加个数为3个(直径4mm)、最适氧载体为1%正己烷,在此条件下α-鼠李糖苷酶活力最大可达787.8U/mL,柚苷酶活力最大可达232.5U/mL。     

耐高温β-半乳糖苷酶产生菌诱变和突变菌株产酶特性

以产β-半乳糖苷酶嗜热脂肪芽孢杆菌Bacillus stearothermophilus XG24为原始菌株,先后经微波辐照、亚硝基胍(NTG)诱变,选育获得1株高产突变菌株XGN52。产酶量比原始菌株提高了115.92%,其最大产酶量为31.59U/mL。经过10次传代实验,稳定性良好。突变菌株XGN52最适发酵时间36h,初始pH7.0,温度42℃。与原始菌株相比,突变株XGN52的产酶特性发生了改变。研究结果显示采用微波和NTG复合诱变对提高β-半乳糖苷酶产量具有显著的效果。     

黑曲霉耐酸性α-半乳糖苷酶的分离及其酶学性质

采用耐酸性黑曲霉(Aspergillus niger L.)发酵豆渣产α-半乳糖苷酶,粗酶液依次经过聚乙二醇6000-KH2PO4双水相萃取、Sephadex G-100凝胶过滤,获得了电泳纯的α-半乳糖苷酶,纯化倍数为36.4,总酶活力回收率达到70%。凝胶过滤表明:该酶表观分子质量为125kD,SDS-PAGE显示其分子质量为58.5kD。该酶水解对硝基苯-α-D-吡喃半乳糖苷的最适pH值为4.0,最适温度为65℃,表观Km值为0.915mmol/L,表观kcat/Km值为1.07×105L/(mol.s);水解蜜二糖的表观Km、kcat/Km值分别是21.0mmol/L、9.96×103L/(mol.s);对棉子糖只有微弱的水解作用。水解活性受多种金属离子的普遍抑制,其中Fe3+、Fe2+、Mn2+、Hg+等强烈抑制酶活力。该酶活力在pH1.5～8.2保持稳定,在60℃时保温60min,剩余酶活力达到了60%,是一种热稳定酸性α-半乳糖苷酶。     

Kluyveromyces fragilis LFS-8611 β-D-半乳糖苷酶的摇瓶培养条件

脆壁克鲁维酵母(Kluyveromycesfragilis)LFS 8611合成的β D 半乳糖苷酶具有较高的催化半乳糖基转移反应活力.脆壁克鲁维酵母(K.fragilis)LFS 8611细胞生长和β D 半乳糖苷酶的合成同步.该菌株生长和产酶的最适碳源为半乳糖,乳糖次之;最适氮源为蛋白胨F403;最适培养条件为:发酵培养基的初始pH值为7.0,摇床的转速为200r/min.培养基中碳源和氮源质量浓度对菌体生物量和β D 半乳糖苷酶活力有重要影响,以12mg/mL乳糖为碳源,16mg/mL蛋白胨(F403)为氮源,在最适培养条件下培养32h后,菌体生物量和β D 半乳糖苷酶活力分别为7.56g/L和18.83U/mL.     

嗜热脱氮芽孢杆菌产α-半乳糖苷酶影响因素的研究

该文对前期筛选出的嗜热脱氮芽孢杆菌YWX5产α-半乳糖苷酶的影响因素进行了初步的研究,通过测定α-半乳糖苷酶酶活,探究了培养基成分(包括碳源、氮源、无机盐)及培养条件(初始p H值、培养温度、培养时间)对该嗜热脱氮芽孢杆菌产α-半乳糖苷酶能力的影响。实验结果表明,对该菌产酶最有效的碳源为3%豆粕,氮源为0.5%硝酸钾,附加氮源为0.5%酵母浸出物;添加0.5%氯化钠和0.1%磷酸氢二钾有助于该菌产酶。另外,该菌最佳产酶培养温度为60℃,培养基最适初始p H在7.0~8.0,培养时间为65 h。     

马克斯克鲁维酵母β-半乳糖苷酶合成条件的优化及其酶学性质表征

β-半乳糖苷酶是广泛使用的食品添加剂,主要用于降解乳制品中的乳糖,缓解乳糖不耐受症状。该研究对实验室保藏菌株马克斯克鲁维酵母的发酵条件进行了优化。在20 g/L半乳糖、20 g/L玉米浆干粉、40℃、初始pH 6.5、150 r/min的条件下,粗酶液的酶活力为26.3 U/mL,表明该菌株具有利用廉价碳氮源高效生产β-半乳糖苷酶的潜力。通过DEAE阴离子交换层析进一步纯化得到比活力为124.09 U/mg的纯化酶。纯化后酶的最适温度40℃,最适pH 6,K_m为5.28 mmol/L,k_cat为4.74 s^-1。此外,发现该酶受Mg²⁺的促进,在20～40℃表现出优异的热稳定性,40℃下30 min仍能保持95.6%的活力。因此,马克斯克鲁维酵母β-半乳糖苷酶比乳酸克鲁维酵母的热稳定性更好,具有潜在的工业应用潜力。     

Geobacillus thermodenitrificans α-半乳糖苷酶原核表达及其酶学性质

本文利用大肠杆菌原核表达系统对来源于Geobacillus thermodenitrificans的α-半乳糖苷酶编码基因进行了重组表达,并对该酶的酶学性质进行了研究。结果表明,该α-半乳糖苷酶的分子量为100~110 kDa,以pNPG为底物时,该酶的最适反应温度为70 ℃,最适pH6.0,且该酶具有较好的温度稳定性和pH稳定性;Hg+、Ag+、Cu2+离子能完全抑制α-半乳糖苷酶的活性,Fe3+、Mn2+、Zn2+等离子对α-半乳糖苷酶的活性具有不同程度的激活作用;以pNPG为底物测得该酶的米氏常数K_m=10.04 mmol/L,最大反应速度V_max=18.25 μmol/min。     

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%。     

微泡菌ALW1重组β-半乳糖苷酶的异源表达和酶学性质

β-半乳糖苷酶催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,是乳制品加工中重要的酶。该研究将微泡菌ALW1菌株的β-半乳糖苷酶在大肠杆菌BL21（DE3）中进行异源表达和纯化,研究其酶学性质。结果表明,微泡菌ALW1的β-半乳糖苷酶属于GH1家族,利用Ni-NTA Agarose亲和层析获得的重组β-半乳糖苷酶分子量约为64 ku。重组酶的最适反应温度为30 ℃,最适pH为4.5。温度低于25 ℃、pH 4.0~5.0条件下,β-半乳糖苷酶具有良好稳定性。重组β-半乳糖苷酶对DTT、吐温20和吐温80具有良好的耐受性;离子型去垢剂SDS和CTAB存在时,β-半乳糖苷酶几乎丧失活性。重组β-半乳糖苷酶的Km和Vmax分别为10.98 mmol/L和7.48 U/mg。结构模拟显示,微泡菌β-半乳糖苷酶的催化酸/碱残基和亲核残基分别为Glu186和Glu370。该研究为来自微泡菌ALW1的β-半乳糖苷酶在食品领域的应用奠定理论基础。     

重组果聚糖蔗糖酶的发酵优化及应用

为了研究不同条件下重组短小芽孢杆菌产果聚糖蔗糖酶的最适条件以及利用重组酶转化蔗糖-乳糖制备低聚乳果糖的最适转化条件。以前期构建的产果聚糖蔗糖酶重组短小芽孢杆菌Brevibacillus brevis/pNCMO2-lsc作为菌种,通过单因素试验以及正交试验确定其最适产酶的发酵培养基为:葡萄糖20 g/L、氮源(工业酵母粉∶棉籽粉=2∶1,质量比)为40 g/L、CaCl_20.5 mmol/L,最适产酶温度30℃。在最优条件下发酵培养,果聚糖蔗糖酶的酶活可达62.1 U/mL,是优化前的3.69倍。利用该重组果聚糖蔗糖酶转化蔗糖-乳糖制备低聚乳果糖,在蔗糖和乳糖质量浓度均为200 g/L情况下,确定其最适转化条件:反应温度35℃,pH 6.0,加酶量为2 U/g底物,反应8 h后低聚乳果糖转化率可达39.1%。