黑曲霉利用五倍子生料固体发酵产单宁酶优化发酵条件研究

单宁酶全称是单宁酯酰水解酶(Tannase,EC3.1.1.20),它可以水解没食子酸单宁中的酯键和缩酚羧键,生成没食子酸和葡萄糖.主要来源于微生物,存在于细胞内和细胞外,目前研究得较多较为深入的是青霉和黑曲霉.本实验对五倍子生料固体发酵产单宁酶进行了研究,发酵条件的单因素优化后得到:初始水分含量80%,接种量1%,20%五倍子,温度30℃为最佳产酶条件.在此基础上,利用正交实验对显著影响产单宁酶的培养基及培养条件因素进行优化,得到固体发酵黑曲霉诱变菌株最佳产单宁酶条件为:湿度80%、接种量1%、发酵温度33℃、五倍子含量15%.其中温度对黑曲霉产单宁酶酶活性的影响是显著的,并测得在此最佳发酵条件下产单宁酶活性达57.32U/gds.     

纤维素酶高产菌株产酶条件的优化

通过产酶培养基及产酶条件的优化,确定产纤维素酶菌株N-57的最佳产酶条件.利用液体发酵培养法探讨培养基起始pH值、培养温度、碳源、氮源对菌株N-57产酶的影响.在单因素试验的基础上,通过Box-Behnken响应曲面法筛选出产CMCase的最佳发酵条件:pH值为6;稻草粉浓度为0.30％;(NH4)2SO4浓度为0.30％.在最佳条件下培养,该菌株的CMCase的酶活达到459.54U.     

固态发酵黑曲霉产单宁酶发酵条件研究

经紫外线诱变黑曲霉菌株筛选出1株高产单宁酶的黑曲霉B0201,利用五倍子为诱导物,固态发酵该菌株得到的单宁酶活力有较大提高。单因素优化试验表明,五倍子用量为8%,初始水分含量为50%,初始pH6.0,温度30℃为优化产酶条件。在优化的条件下,培养96h后产单宁酶酶活力达到了58.2 U/g(干基)。因此,黑曲霉固态发酵产单宁酶具有很大的研究意义及广阔的应用前景。     

响应面法分析枯草芽孢杆菌Y-am6产酸性淀粉酶的发酵研究

采用响应面法对产酸性α-淀粉酶的芽孢杆菌Y-am6的发酵培养基进行件优化分析.通过单因素试验筛选得最适碳源、最佳有机氮源及最佳无机氮源分别为麸皮、黄豆面、硫酸铵.然后应用BBD对发酵培养基进行优化设计,试验结果经Design Expert 7.0处理并拟合验证,得发酵培养基关键组分为麸皮8.72％;黄豆面3.19％; (NH4)2SO42.04％.采用优化后发酵培养基,在初始pH值为5.0,37℃,220r/min发酵培养48h条件下,Y-am6的产酶活力提高至434.42U/mL,比初始酶活力提高了4.87倍.     

响应面优化微泡菌ALW1产褐藻胶裂解酶的发酵条件

采用单因素和响应面法对产褐藻胶裂解酶菌种Microbulbifer sp.ALW1发酵产酶的培养条件进行优化.通过单因素实验,得到发酵条件如下:培养基初始pH 7.5,接种量5％,装液量50 mL,温度25℃,最大酶活力达到117.1 U/mL.在单因素实验的基础上,通过Box-Behnken设计和响应面分析,得到最佳的发酵培养条件:培养基初始pH 8.0,接种量6.5％,装液量50mL,温度23℃,褐藻胶裂解酶活力达到130 U/mL,比基础培养条件下提高16.5％.     

无乳链球菌产CMP-唾液酸合成酶发酵培养基优化

为获得低成本高酶活的产CMP-唾液酸合成酶(Cytidine 5'-monophosphate N-acetylneuraminic acid synthetase,NmCSS)培养基,对无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)产CMP-唾液酸合成酶发酵生产培养基进行优化。通过单因素试验筛选发酵温度、碳源、氮源、pH,确定对NmCSS酶活具有明显影响的因子及水平值;采用响应面法(Box-Behnken)确定以氮源浓度、碳源浓度、pH为三个主要影响因子的最适条件。结果表明,当培养温度为34℃时,蔗糖浓度为0.10%,氮源浓度为2.50%,pH为7.5、Na₂HPO₄ 2.5 g/L、NaCl 5.0 g/L时,NmCSS酶活为(5.895±0.005)×107 U/mol,较基础发酵培养基的酶活(0.507±0.002)×107 U/mol提高了10.627倍,显示出了良好的优化效果。响应面方法优化得到的低成本高酶活培养基为无乳链球菌产NmCSS及其应用奠定了基础。     

海洋Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2产几丁质脱乙酰酶发酵条件优化

对海洋Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2产几丁质脱乙酰酶发酵培养基和发酵条件进行优化,提高发酵产酶水平。在单因素实验优化的基础上,利用PB试验筛选显著影响菌株发酵产酶酶因素,进一步利用响应面法优化这些因素,获得最佳发酵培养基和培养条件。利用单因素实验优化获得碳源、氮源、金属离子、发酵温度、发酵时间、装液量、初始pH和转速的最佳条件。PB试验筛选获得显著影响发酵产酶的因素为MgSO₄、发酵温度和葡萄糖。运用Box-Behnken设计,通过响应面法对上述3因素进行优化,获得Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2最佳培养基配方为:葡萄糖0.5%,酵母粉1%,MgSO₄ 0.015%;发酵条件为:发酵温度38 ℃,初始pH7.0,转速140 r/min,发酵时间84 h,接种量2%,装液量40%。在此条件下Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2产几丁质脱乙酰酶酶活为14.58 U/mL,较优化前提高了2.5倍。本研究结果为Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2几丁质脱乙酰酶的进一步开发和应用奠定试验基础。     

嗜酸乳杆菌产胞壁蛋白酶的培养及发酵条件优化

为优化嗜酸乳杆菌产胞壁蛋白酶的培养条件及发酵条件,分别做正交试验、单因素试验、响应面分析法。通过正交试验得出最优培养条件是:含2%葡萄糖和1%牛肉蛋白胨的MRS改良培养基。通过单因素试验和响应面分析法对嗜酸乳杆菌产胞壁蛋白酶的发酵条件进行研究,考察了培养基的初始pH值、发酵温度及发酵时间对胞壁蛋白酶比活产生的影响,确定发酵产酶的最佳条件是:初始pH 8.0、发酵温度37℃、发酵时间20 h。验证试验结果表明响应面分析法对优化产酶条件是可行的。     

黑曲霉B0201产单宁酶生物转化没食子酸工艺研究

该文对微生物产单宁酶发酵五倍子合成没食子酸进行了研究.并对五倍子诱导黑曲霉产生单宁酶进行了生物转化实验研究,开展了产酶条件优化实验,对酶反应转化的最适pH值、温度、反应时间、底物浓度等进行研究,得出了最佳培养条件和微生物酶法制备没食子酸的工艺,为开发五倍子的生物化工加工技术提供参考.     

嗜热真菌Talaromyces thermophilus F1208产木聚糖酶条件优化

对木聚糖酶嗜热真菌嗜热踝节菌F1208的产酶条件进行优化,经单因素试验及Box-Behnken响应面分析,确定该菌液体发酵培养基,其组成是:碳源为玉米芯粉,碳源粒度24~40目,碳源质量分数5%;氮源为大豆蛋白胨与酵母膏复合氮源(质量比1∶3),氮源质量分数2%;辅助添加物甘油(0.2%);培养基初始pH 6.4。优化后最佳产酶条件是:装液量60 m L,培养温度48℃,摇床转速200 r/min。在此条件下发酵培养7 d,产酶量达3 026.65 U/m L,是初始酶活(960.39 U/m L)的3.15倍,为同类研究中较高水平,具有较好的应用前景。     

黑曲霉B1401固态发酵茶叶加工废料产单宁酶的研究

为促进茶叶加工废料的高效利用,对黑曲霉B1401利用茶叶加工废料固态发酵生产单宁酶进行初步研究。在单因素研究的基础上,运用Plackett-Burman试验和Box-Behnken响应面法优化黑曲霉B1401固态发酵产单宁酶的最佳工艺条件。结果表明:可溶性淀粉0.48%、氮源比(尿素∶硝酸钠)0.74∶0.26(g/g)、接种量30%、装载量5 g、液固比1.8∶1(mL/g)、发酵温度30℃、发酵时间为99 h,在此条件下单宁酶酶活力可达到46.06 U/g。验证试验值44.02 U/g与模型的预测值基本相符,表明该试验方法适合于黑曲霉B1401的固态发酵工艺。     

黑曲霉N5-5产单宁酶的酶学性质与固定化

本实验室自主分离的黑曲霉N5-5所产单宁酶已发现对没食子酸丙酯具有良好酶解效果。为了单宁酶的工业化应用,本次研究大批量培养单宁酶,探究其对单宁酸的酶解效果及酶的固定化效果。发酵采用先液体扩培后固体发酵的形式,提酶后利用陶瓷膜过滤技术纯化、浓缩酶液,并对比冷冻干燥和喷雾干燥两种不同干燥方式,还使用树脂载体对酶进行固定化。实验表明,纯化后单宁酶酶活达258.53 U/mL,可水解10%至50%浓度的单宁酸,其中30%以下底物浓度酶解效果较好;冷冻干燥对酶活影响不大而喷雾干燥使酶活降为174.02 U/mL;另外,单宁酶通过树脂载体固定化后,在实验条件下可重复使用至少4次。研究为提高黑曲霉N5-5发酵所产单宁酶的媒介效率、降低酶解反应成本、实现商业化生产建立了理论基础。     

利用黑曲霉B1401发酵废弃茶末浸提液产单宁酶的工艺优化

以废弃茶末为原料,接种黑曲霉,以液态摇瓶的形式进行单宁酶生产的研究。通过单因素实验、Plackett-Burman实验及Box-Behnken响应面实验优化黑曲霉B1401液态发酵产单宁酶的最佳工艺条件。结果表明,诱导物为6%单宁酸+3%茶多酚,碳源为复配碳源,即0.746%可溶性淀粉:0.254%蔗糖,氮源为复配氮源,即0.3%尿素:0.7%硝酸钠,接种量为1%,装液量为90 mL/250 mL,转速为140 r·min-1,温度为30 ℃,发酵时间为72 h,此条件下单宁酶酶活可达104.82 U/g。     

移动式填充床固态发酵反应器的设计及单宁酶中试发酵

通过对单宁酶固态发酵工艺分析,结合传统厚层通风制曲的结构,设计了移动式填充床固态发酵反应器。利用设计的固态发酵反应器以发酵茶梗为基质中试化生产单宁酶,探究10、15、20 m3/h通风量对单宁酶中试化发酵效果。结果表明:在通风量为10、15、20 m3/h的条件下,发酵达到的最大酶活分别为8.21、8.08、8.41 U·gds-1,达到最大酶活的时间分别96、120、144 h。利用设计的填充床固态发酵反应器以茶梗为基质发酵生产单宁酶,不仅原料来源广泛、价格低廉,还能有效提高单宁酶酶活。     

Optimization of Tannase Production and Improvement of Nutritional Quality of Two Potential Low-Priced Plant Feedstuffs under Solid State Fermentation by Pichia kudriavzevii Isolated from Fish Gut

An autochthonous tannase yielding yeast strain Pichia kudriavzevii (GU939629), isolated from the gut of an Indian major carp (mrigal), Cirrhinus cirrhosus, has been used for extracellular tannase production and subsequent processing of two plant feedstuffs, Groundnut oil cake (GOC) and Pistia leaves (PL), under solid state fermentation (SSF). Of the two plant materials studied, GOC supported maximum tannase activity (0.82 ± 0.024 U/gds) degrading 94.1% of the initial tannin content, whereas SSF resulted in 0.68 ± 0.02 U/gds tannase activity and 89.1% tannin degradation through the use of PL as substrate. Following SSF for 15 d with optimized culture conditions, analysis of proximate composition revealed that there was significant increase (t-value significant at P < 0.05) in the contents of crude protein, lipid, minerals (Na, K, Ca, Mg, Zn, Fe, Cu, Mn, P), free amino acids and fatty acids; along with reduction in the contents of the other antinutritional factors, for example, crude fiber, phytic acid, and trypsin inhibitor. The results indicate that there is ample scope for further research to appraise potential application of gut microbiota for tannase production, as well as processing of low-cost plant feedstuffs for prospective use as feed ingredients for improved fish protein production.     

1 株产单宁酶嗜热真菌的鉴定、酶学性质分析及碳水化合物活性酶表达

对产单宁酶的1 株嗜热真菌HBHF5进行鉴定,开展单宁酶酶学性质的分析及碳水化合物活性酶（carbohydrate?active enzymes,CAZymes）的转录组学研究,探究嗜热真菌HBHF5在食品酶制剂开发中的潜力。经对菌株的菌落、孢子形态观察及ITS序列比对分析,最终鉴定嗜热真菌HBHF5为烟曲霉（Aspergillus fumigatus）。经分析,菌株HBHF5在固态发酵培养时不产单宁酶,而液态诱导培养时,菌株HBHF5胞内和胞外均检测到单宁酶活性,且以胞外酶为主（94%）,酶活力最高达136?U/mL。单宁酶最适反应温度为60?℃,在60?℃处理30?min,能够维持酶原活力的90%以上。该酶最适反应pH值为6.0,在pH?5.0～9.0范围内,能够维持60%以上的酶活力。不同金属离子对酶活力的影响存在差异,Cu2＋、Fe3＋、Mn2＋和Zn2＋对该单宁酶活性抑制较强。经转录组学分析,该菌以麸皮为唯一碳源时,共有淀粉酶、纤维素酶和果胶酶等239?个CAZymes基因表达,其中糖苷水解酶类最为丰富,约占CAZymes表达总数的70%。A. fumigatus HBHF5是1 株优良产酶菌株,为具有食品酶制剂开发潜力的嗜热真菌。     

产单宁酶菌株的筛选及选育

为得到高产单宁酶的菌株,从多年种植的茶园、柿子园以及掩埋柿子、五倍子和茶叶的花园土壤中通过平板初筛和三角瓶固体发酵复筛筛选到一株产单宁酶的曲霉菌株DNM1-39,固体培养其产单宁酶活力为1.58U/g。以DNM1-39为出发菌株,经紫外线照射、硫酸二乙酯单独处理和紫外线照射-硫酸二乙酯复合诱变处理,获得突变株UD-6,其产酶活力达2.80U/g。连续传代实验结果表明,该菌株产酶活力不变,性能稳定。     

Asp.niger No.3液态发醇生产单宁麽酶条件的研究

研究不同碳源、氮源种类和比例及不同起始pH值等因素对黑曲霉生产单宁酶的影响;并考察了豆粕+NH4NO3分别与单宁、K2HPO4的交互作用。结果表明不同碳源、氮源种类和比例、不同起始pH值等因素对黑曲霉生产单宁酶的影响较大,单宁1.25,小麦粉0.35,豆粕0.67％,NH4NO30.05％,K2HPO0.035,pH6.0为产酶的适宜条件,最高酶活达到144.25U/100ml发酵液,酶比活为17.71。豆粕+NH4NO3、单宁、小麦粉对产酶有极显著影响;豆粕+NH4NO3与K2HPO4的交互作用极显著,与单宁的交互作用显著。本文还探索了菌丝生长与产酶的关系,结果表明黑曲霉产单宁酶属于生长偶联型。