基于理性设计提高产微球茎菌AG1琼胶酶的热稳定性

目的：对产微球茎菌AG1的琼胶酶基因进行理性化设计,获得酶热稳定性高的突变酶。方法：利用PoPMuSiC在线分析工具对AG1的琼胶酶序列进行分析,选择提高酶热稳定性的突变位点,利用重叠延伸PCR技术获得突变体基因,并对突变酶进行诱导表达、纯化及性质鉴定。结果：通过筛选获得琼胶酶热稳定性高的突变体D136N。在60 ℃下处理1 h,该突变酶保持87%的残余活力,而野生型为19%的残余活力,说明突变体D136N具有较好的热稳定性。酶的三维结构模拟显示,野生型Asp136与Asn255形成两个氢键,与Tyr282形成一个氢键;突变后的Asn136和Asn255形成3个氢键,与Tyr282形成一个氢键,还与Ala134形成了一个氢键,突变酶的136位氨基酸与周围氨基酸形成更多的氢键。结论：通过理性化设计获得产微球茎菌AG1琼胶酶热稳定性高的突变体D136N,对改善酶的性质,扩大琼胶酶的应用范围,以及研究琼胶酶结构与功能关系具有重要意义。     

茶花粉黄酮对α-葡萄糖苷酶抑制作用的研究

为研究茶花粉黄酮对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,以茶花粉为原料,将提取、萃取及大孔吸附树脂处理得到的10个组分分别进行黄酮含量及α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定。结果表明,茶花粉粗提物经萃取后黄酮类物质主要在乙酸乙酯中富集,乙酸乙酯萃取相经大孔树脂层析后50%乙醇洗脱相中的黄酮含量最高（180.17 mg RE/g）,当该样品浓度为5 mg/m L时,对α-葡萄糖苷酶的抑制率达82.67%,显著高于其它样品（p<0.05）;相关性分析表明,茶花粉黄酮含量与α-葡萄糖苷酶抑制活性呈极显著正相关关系（0.867,p<0.01）;酶动力学分析显示蜂花粉黄酮提取物对α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度为1.27 mg/m L,抑制类型为可逆非竞争型抑制,抑制常数为1.17 mg/m L。该研究结果为蜂花粉黄酮及α-葡萄糖苷酶天然抑制剂的制备提供理论依据。      

过氧化氢氧化琼脂的制备及其性能表征

目的优化低凝胶强度琼脂的制备工艺并研究其相关凝胶性质。方法以凝胶强度为评价指标,通过单因素试验和正交试验,考察反应温度、过氧化氢添加量、反应时间、反应初始pH对过氧化氢氧化琼脂的影响。结果确定其最佳工艺条件为:反应温度80℃,H_2O_2添加量为2 mL(反应总体积的0.2%),反应时间4 h,初始pH 5.0。在此条件下,氧化琼脂的凝胶强度为249.47 g·cm~(-2)。对原琼脂及氧化琼脂的结构与性质进行表征,通过红外光谱可发现琼脂经氧化后羧基含量增加,半乳糖单元上的C-O-C发生断裂;热重分析可发现,氧化琼脂的保水性增强,而热稳定性降低;电镜结果显示原琼脂及氧化琼脂均呈不规则颗粒状,原琼脂经氧化后结构遭到破坏,表面鳞片状突起均呈不规则塌陷状。结论经过氧化氢处理后的琼脂分子结构改变,白度及灰分增加,凝胶温度、融化温度、溶解温度、透明度、粘度值均有降低。     

法夫酵母产虾青素培养基及培养条件的优化

采用单因素实验对高产虾青素的法夫酵母(Phaffia rhodozymaJMU-MVP14)的培养基及培养条件进行优化,确定最佳培养基组成是:葡萄糖30g/L,酵母膏6g/L,(NH4)2SO41.015g/L(C/N=65),MgSO4·7H2O1g/L,KH2PO413.6g/L(C/P=10),CaCl20.2g/L。最佳培养条件是:初始pH7.0,接种量5%,装液量30mL,培养温度20℃。在此条件下,于7L发酵罐、进行发酵培养,其生物量和虾青素含量分别为13.13g/L和67.07mg/L,与初始培养条件相比分别提高了85.8%和15.8%。     

响应面法优化纤维素酶辅助从泡叶藻中提取泡叶藻聚糖的工艺

通过单因素实验研究纤维素酶辅助提取泡叶藻聚糖时液料比、酶添加量、酶解温度、酶解时间等关键因素对泡叶藻聚糖提取率的影响,并进一步采用Box-Behnken实验设计和响应面分析法优化其工艺参数. 结果表明,纤维素酶辅助提取泡叶藻聚糖的优化工艺条件为液料比30 mL/g、酶浓度200 IU/mL、酶解时间2.0 h、酶解温度50℃,该条件下多糖提取率为14.65%?0.73%,与模型预测值14.75%非常接近,采用响应面法对泡叶藻聚糖提取条件进行优化合理可行.     

米曲霉的定向发酵

用鱼蛋白(鱼粉)为氮源培养米曲霉,取样分析培养物的蛋白酶活力、氨基酸态氮含量、分子量及用培养物为酶源水解酪蛋白后的分子量变化。通过对比,研究了米曲霉在分批和补糖2种发酵条件下分泌蛋白酶及菌体生长的特点。结果表明:在用鱼蛋白为氮源培养米曲霉的过程中,米曲霉产生了多种不同的蛋白酶,蛋白酶的活力与种类随培养时间而变化,分批发酵的总酶活力比补糖发酵时的总酶活力强。     

塔拉单宁酶解生产没食子酸的工艺优化

没食子酸在食品、化工和医药领域具有广泛的应用。相比传统化学法生产,酶法生产具有环境友好、副产物少的优点。本文利用前期开发的热稳定单宁酶Tan1,开发并优化塔拉单宁同步浸提-酶解工艺,实现没食子酸的高效酶法生产。首先通过单因素试验确定了初步浸提-酶解条件为塔拉粉料液比1:30、反应温度60 ℃、加酶量4 mL和反应pH=5。在此基础上,采用Plackett-Burman试验设计,考察不同因素对浸提-酶解反应条件的影响,研究发现温度、pH和料液比是影响提取过程的主要因素。进而,通过响应面试验确定最佳酶解方案为塔拉粉料液比1:40,反应温度65 ℃,pH=4,在此条件下没食子酸得率达到65.98%。此外还研究了在最佳浸提-酶解条件下的连续多次投料反应,结果表明在六次连续投料过程中,塔拉单宁均能被高效水解为没食子酸。此研究为塔拉单宁酶解生产没食子酸的工业化奠定基础。     

卡拉胶酶的发酵培养基及培养条件优化

以生物量与卡拉胶酶活为指标,研究发酵培养基组成和培养条件对菌株ASY5产卡拉胶酶的影响,优化菌株Pseudoalteromonas carrageenovora ASY5产卡拉胶酶的培养基和培养条件,以提高卡拉胶酶的产量。结果表明,最优培养基和培养条件为:卡拉胶5 g/L,胰蛋白胨5 g/L,Na Cl 20 g/L,Ca Cl₂0.2 g/L,Na H₂PO₄·2H₂O 1.3 g/L,Na₂HPO₄·12H₂O3.8 g/L,温度18℃,初始p H为6.5,接种量2%,装液量70 m L。在优化工艺条件下,菌株ASY5的生物量和卡拉胶酶活比初始条件分别提高了80.4%和52.2%,菌株ASY5发酵产卡拉胶酶的能力大幅度提高。      

利用淀粉糖作碳源培养法夫酵母生产虾青素的研究

为选择一种适合法夫酵母发酵虾青素的工业碳源,分别以麦芽糖浆、果葡糖浆、标准糖浆3种淀粉糖为碳源做发酵试验.试验结果表明.以麦芽糖浆、果葡糖浆和标准糖浆为碳源摇瓶培养法夫酵母,虾青素的体积产率及细胞产率问没有显著差异;分剐以3种淀粉糖为碳源.在20L机械搅拌罐中补料分批培养法夫酵母的发酵规律相似.但以标准糖浆为碳源的虾青素细胞产率和虾青素得率高于其它2种淀粉糖,分别达到0.38mg虾青素/g干酵母和0.25mg虾青素/g葡萄糖;以标准糖浆为碳源,在75L机械搅拌罐中补料分批培养法夫酵母的发酵规律与20L罐的发酵规律一致,但虾青素的细胞产率为O.33 mg/g干茵体.略低于20L罐的细胞产率;虾青素的得率为0.34mg/L,略高于20L罐的虾青素得率.