响应面法优化芽孢杆菌CJPE209产角蛋白酶发酵培养基的研究

采用响应面法对芽孢杆菌（Bacillus sp.）CJPE209产角蛋白酶的发酵培养基组分进行优化。在前期单因素优化的基础上利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产酶的2个显著性因素：羽毛粉、蔗糖。在此基础上,采用最陡爬坡试验确定中心复合试验的中心点,然后对其他不显著因素进行最低添加量试验以降低生产成本和简化培养基组分。利用中心复合试验,得到预测最佳培养基组成为羽毛粉5.6 g/L、蔗糖13.6 g/L、尿素5.0 g/L、KH2PO4 0.4 g/L、MgSO4 1.44 g/L、CaCl2 1.1 g/L、NaCl 5.0 g/L,预测角蛋白酶酶活为501.9 U/mL。用预测最佳培养基来进行发酵验证试验,结果实际角蛋白酶酶活为503.5 U/mL,表明模型能较好的预测发酵后酶活。     

产淀粉酶芽孢杆菌的分离和鉴定

从土壤中分离筛选出产淀粉酶的菌株,经淀粉培养基初筛后,采用DNS法对发酵提取的粗酶液进行总酶活和α-淀粉酶活力的测定,通过形态观察和生理生化反应对筛出的菌株进行鉴定。结果表明:分离到4株产淀粉酶芽孢杆菌,测得其透明圈直径与菌落直径比值在1.7~3.5之间,其中有2株菌株产淀粉酶能力较高,总酶活达到19.760 U/mL和15.432 U/mL;4株芽孢杆菌所产α-淀粉酶酶活在6.4 U/mL~10.4 U/mL之间。经鉴定,1株为枯草芽孢杆菌,3株为蜡样芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌的产淀粉酶能力优于蜡样芽孢杆菌。     

浓香型大曲中酯化酶细菌的分离鉴定及产酶条件研究

从浓香型大曲中分离得到1株产酯化酶细菌,经Biolog微生物自动分析系统鉴定为血红鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas Saltguinis).在液体发酵培养基中,37℃、150r/min恒温振荡培养48h,发酵液酶活可达15.35U/mL.对该菌株产酯化酶的培养条件进行研究,结果表明:以黄豆粉为氮源,玉米粉为碳源,初始pH值为7.0,32℃下培养48h,酶活可达18.26U/mL.     

一株木质纤维素酶高产菌株的选育及产酶条件研究

主要通过紫外(UV)和甲基磺酸乙酯(EMS)的交替诱变的方法提高绿色木霉的产酶能力,并成功筛选到了一株产酶活性较高的菌株,其在平板筛选培养基中的透明圈直径与菌落直径之比达到2.1,传代稳定后在产酶培养基中纤维素酶活(CMCase)和滤纸酶活(FDAase)分别达到21.05U/mL和2.4U/mL。之后经培养基的优化进一步提高其酶活,最终诱变菌株在最佳产酶培养基中CMCase达到22.5U/mL,FDAase达到2.52U/mL。     

角蛋白降解菌Keratinibaculum paraultunense对废弃羽毛的发酵特性研究

采用角蛋白降解菌Keratinibaculum paraultunense厌氧发酵废弃羽毛,以全培养基、无机盐培养基和纯水培养基分别进行发酵,测定了发酵过程中角蛋白酶的酶活、羽毛的降解率、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量。研究发现,羽轴比羽枝更难被降解,但羽轴粉碎后,能达到同样的降解效果。采用无机盐培养基发酵时,主要降解产物是可溶性蛋白,含量可达0.93 mg/mL;而采用全培养基发酵时,主要发酵产物是角蛋白酶和游离氨基酸,当羽毛底物量提高到100 g/L,角蛋白酶的酶活高达11 179 U/mL。角蛋白降解菌K. paraultunense能快速高效地降解高浓度的废弃羽毛,可生产大量的可溶性蛋白和高活力的角蛋白酶。     

高产角蛋白酶耐盐菌Bacillus sp.K-18的筛选及发酵特性研究

通过酪蛋白初筛、羊毛降解复筛,选出一株高效产角蛋白酶耐盐菌K-18,结合菌株的形态学观察和生理生化特性,鉴定该菌为Bacillus sp.。对其进行产酶发酵条件优化,得出最佳培养基配方为:葡萄糖5.9 g/L,胰蛋白胨10.1 g/L,最佳培养条件为:培养温度39℃,初始培养基pH值8,培养时间60 h,在此条件下,菌株发酵液角蛋白酶活力达到289.9 U/m L。该耐盐角蛋白酶在盐腌皮脱毛工业方面具有一定的应用前景。     

纤维素酶高产菌的筛选和鉴定

从兰州榆中县兴隆山国家自然保护区采集土样,先用羧甲基纤维素钠刚果红培养基筛选出79株Hc值较大的产纤维素酶菌株,再经液体发酵复筛测CMC酶活和滤纸酶活.结果表明,经复筛后菌株No-15A的纤维素酶活力最高,羧甲基纤维素酶活1 376.20 U/mL,滤纸酶活497.78 U/mL,其粗酶液分解滤纸快速明显,且该菌株生长速度最快,每日菌落直径增长量为4～5 cm.经形态学初步鉴定菌株No-15A属青霉.     

产脂肪酶菌株的筛选鉴定及产酶条件优化

以橄榄油为唯一碳源,采用油脂同化平板从食堂废弃物中筛选出一株产脂肪酶菌株HFE722。通过测定与分析该菌株16S rRNA基因序列,鉴定该菌株为芽孢杆菌（Bacillus sp.）。菌株HFE722在初始条件（发酵温度30 ℃,接种量为1%,自然pH,装液量为100 mL/250 mL,摇床转速为200 r/min）下培养36 h,测得发酵液上清液脂肪酶酶活为2.17 U/mL。优化后所得菌株HFE722产酶的最适发酵条件为：发酵温度30 ℃,发酵周期为36 h,接种量为1%（V/V）,初始pH 7.0,装液量为50 mL/250 mL,摇床转速为160 r/min。在最佳发酵条件下,发酵液上清液酶活可达到5.8 U/mL,酶活较优化前提高了167.28%。     

重组大肠杆菌BL21（DE3）-pET28a（＋）-bgl诱导表达β-葡聚糖酶的条件优化

研究自行构建的产β-葡聚糖酶的工程菌E.coli BL21(DE3)-pET28a(+)-bgl在LB培养基中的生长特性,考察种子液的菌龄、培养基起始pH、接种量及诱导起始时发酵液菌浓度等对β-葡聚糖酶产生水平的影响;通过正交试验确定诱导剂IPTG及乳糖添加量、诱导温度及诱导剂作用时间.结果表明:培养基起始pH 7.0,对数生长中期的种子液(OD600为0.35)以接种量(体积分数)10%接入摇瓶发酵培养,37 ℃,200 r/min培养约3 h,菌液OD值达到1.0左右,添加终浓度分别为0.033 6 mmol/L的IPTG及10 mmol/L乳糖,24℃诱导6 h,发酵液清液中酶活达到最高(336.33 U/mL),菌体生长量为1.12 g/L,发酵液中总酶活达到459.32 U/mL,是原始菌株在相同条件下所产酶活的6.62倍.采用优化培养条件及诱导剂作用条件,重组菌在TB培养基中酶活水平进一步提高,诱导剂作用10 h,发酵清液中酶活为1 090.31 U/mL,总酶活1 570.83 U/mL,是原始菌在该条件下酶活的19.73倍,显示出重组菌具有广阔的工业化应用前景.     

额尔齐斯河野生丁(鐬)肠道产蛋白酶菌株的初步鉴定及产酶条件的研究

采用酪素培养基和脱脂乳培养基筛选额尔齐斯河野生丁(鐬)肠道内产蛋白酶菌株,共获得40株蛋白酶产生菌,其中8株蛋白水解圈较大,菌株编号为P1～P8.选取水解圈直径最大的P15为出发菌株,进行生理生化鉴定,同时摇瓶发酵探讨最佳产酶条件.结果:生理生化反应将P5初步鉴定为芽孢杆菌;蛋白酶最适产酶条件为:40℃、初始pH7.0、接种量3%、15mL/250mL的装液量、180r/min、培养时间35h,最大产酶量168.3U/L;添加微量Mg2 、Mn2 、Ca2 有稳定酶活的作用.     

一株产大豆蛋白酶的芽孢杆菌发酵条件的优化

对一株产大豆蛋白酶芽孢杆菌(Bacillussp.D-16-9)的发酵条件进行了优化,研究各种碳源、氮源及无机盐对产酶的影响,应用正交试验优化发酵培养基组成。结果发现菌株D-16-9可以利用无机氮源生长,但用来产酶则很差;有机氮源利于生长和产酶,适当添加诱导物更利于产酶;酶合成模式属于滞后合成型,大量收获在菌体生长的稳定期。通过试验确定发酵培养基的最佳组成:5.0%玉米粉、3.0%大豆豆粕、0.05%氯化钾0、.05%硫酸镁;确定最适发酵条件为:起始pH10,培养温度30℃、种龄24 h、接种量10%,250 mL三角瓶中装入100 mL发酵培养基,摇瓶转速170 r/min,发酵时间120 h。综合最佳的培养基组成和培养条件,最终大豆蛋白酶活达6 500 U/mL。优化后蛋白酶活性由4423.20U/mL提高到6505.60U/mL。     

甘薯生淀粉糖化酶菌株的分离与诱变育种

以红薯淀粉作唯一碳源的察氏培养基,从腐烂甘薯分离筛选出1株产甘薯生淀粉糖化酶能力较强的黑曲霉菌株,出发菌株发酵液粗酶的生淀粉降解酶活力为55.10 U/mL.通过紫外线诱变,突变株的粗酶活提高36.70%.再经亚硝基胍诱变,生淀粉酶活达116.84 U/mL,进一步提高34.30%.     

豆豉溶栓酶液态发酵工艺研究

对豆豉中筛选到的1株溶栓酶产生菌-枯草芽孢杆菌HGD107,进行摇瓶和15L发酵罐液态发酵工艺研究。在最适发酵条件下,摇瓶发酵产豆豉溶栓酶酶活达到3643U/mL发酵液(尿激酶单位),15L发酵罐发酵产豆豉溶栓酶酶活达到2050U/mL发酵液(尿激酶单位)。     

白酒黄水中纤维素降解菌的分离鉴定及产酶活性研究

为拓展纤维素降解菌资源,以羧甲基纤维素钠（CMC-Na）为唯一碳源作初筛培养基,从浓香型白酒发酵副产物黄水中分离得到18株具有产纤维素酶能力的菌株进行纯培养。形态学、生理生化和系统发育鉴定结果显示,菌株XH01、XH04、XH05、XH18为Bacillus cereus,菌株XH34为Bacillus circulans,菌株SW01、SW05为Bacillus megaterium,菌株SW02为Bacillus endophyticus,菌株SW03、SW04为Bacillus simplex,菌株SW09、SW13为Bacillus bataviensis。菌株ZL08为Penicillium camemberti,菌株ZL13为Aspergillus fumigatus,菌株ZL04和ZL25为Penicillium chrysogenum,菌株ZL15和ZL17为Alternaria tenuissima。利用二硝基水杨酸法对菌株发酵液纤维素酶活进行研究,结果表明,菌株SW02的产酶活性较高,其羧甲基纤维素酶活为153.36 U/mL,β-葡萄糖苷酶活为126.00 U/mL,微晶纤维素酶活为17.64 U/mL,滤纸酶活为30.48 U/mL。     

产高活性木聚糖酶放线菌的筛选及其产酶条件的优化

本研究采用平板透明圈法自土样中筛选出产木聚糖酶放线菌52株,其中酶活100U/mL以上的有12株。对其中产木聚糖酶酶活较高且产酶稳定的菌株F4712(初始酶活349.4U/mL)进行了液体发酵条件优化。实验首先对培养基成分包括碳源(种类及添加量)、氮源(种类及添加量)及发酵条件:温度、发酵初始pH、摇床转速以及发酵时间等因素进行了考察。通过Box-Behnken响应面分析对发酵产酶条件做进一步优化,确定了摇瓶发酵的最优条件。结果表明,最佳发酵条件为玉米芯水不溶性木聚糖(2.8%),酵母浸膏(0.5%)及蛋白胨(1.0%)、45℃、pH6.2、130r/min以及6d。在此条件下酶活达693.4U/mL(较优化前提高了98.5%)。     

耐酸性β-甘露聚糖酶产生菌的筛选鉴定及培养基优化

为获得产耐酸性甘露聚糖酶的菌株,从魔芋种植土壤中筛选得到10株菌,确定其中一株菌NSG-6有较高的酶活力。对NSG-6进行16Sr DNA相似性分析,确定该菌株为路德维希肠杆菌(Enterobacterludwigii)。通过响应面试验对该菌株的发酵培养基进行优化,确定其最佳发酵培养基组成为魔芋粉3.0%、酵母浸粉2.7%、硫酸锰0.45%;培养条件为自然pH、接种量2.0%、发酵温度35℃、摇床转速230r/min、发酵时间24h,优化后的产酶活力为6.179U/mL比优化前2.050U/mL提高198.39%。     

原始森林高产纤维素酶刺器腐霉的筛选鉴定

采用羧甲基纤维素钠(carboxyl methyl cellulose, CMC-Na)为唯一碳源,从广西罗城县原始森林腐木下的土壤中初步筛选分离出具有降解纤维素能力的菌株,结合刚果红染色,确定透明圆的直径大小,进一步判断纤维素的分解能力;并对其进行形态描述和显微观察。最后筛选分离得到4株产酶菌株,将其接种于液体发酵培养基,通过测定葡聚糖内切酶(endo-glucanase, CMCase)酶活力,经刚果红染色法证明H-2菌株在CMC-Na 筛选平板上形成的透明圈和菌落直径最大,产羧甲基纤维素酶的能力强。液体发酵粗酶活测定发现,H-2菌株羧甲基纤维素酶活力达130 U/mL 。H-2菌株形态特征和ITS序列建系统进化树鉴定为刺器腐霉(Pythium acanthophoron)。     

一株中性内切纤维素酶产生菌的分离及鉴定

利用刚果红染色法从偏碱性土壤中分离产内切纤维素酶的菌株,通过内切纤维素酶(CMC酶)的发酵液酶活和酶促反应最适pH,复筛得到1株中性内切纤维素酶产生菌A8。经形态学观察、生理生化特征分析及分子生物学鉴定,A8菌株属于蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。其在50℃、pH7.0发酵96h条件下发酵液的中性内切纤维素酶酶活为141.70U/mL,是一株在食品加工中具有开发潜力的产中性内切纤维素酶菌株。     

产蛋白酶海洋微生物的筛选鉴定及发酵

从秦皇岛附近海域水样中筛选出了1株蛋白酶生产菌,并对其发酵条件进行了初步研究.经16S rDNA鉴定此菌株属假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas sp.),所产蛋白酶为中性蛋白酶.液体培养基为人工海水,蛋白胨10.0g/L,酵母浸粉5.0g/L,葡萄糖5.0g/L,硝酸铵1.0g/L,无水氯化钙1.0g/L,在33℃,初始pH值6.0,50mL装液量,200r/min条件下发酵,发酵液酶活可达1140 U/mL.     

产角蛋白酶菌种的筛选及产酶条件的优化

以传统的菌种选育方法,从7个土壤样品中筛选到1株产角蛋白酶活性较高的菌株金色链霉菌(Streptomyces aureus)K13,该菌株所产角蛋白酶为中温碱性角蛋白酶,最适温度为55℃,最适p H为8.5,分子质量约为46 k Da;该菌株产酶属于生长偶联型,摇瓶发酵周期为64 h;以羊毛角蛋白为底物发酵产角蛋白酶时添加合适的碳源(葡萄糖)或氮源(蛋白胨或Na NO3)对产酶有明显的促进作用;通过4因素3水平的正交实验设计,在最佳发酵培养基下,该菌株产酶活力达到44.2 U/m L,较优化前提高了10.3倍。