黑曲霉1504产葡萄糖氧化酶的ARTP诱变、产酶条件优化及改良面粉品质研究

用新型诱变方法——常温、常压等离子体诱变(ARTP)对产葡萄糖氧化酶(GOD)菌株黑曲霉1504进行诱变育种,并通过响应面分析法优化产酶条件,将所得GOD用于面粉品质改良。通过ARTP诱变,获得酶活力提高较大的正突变菌株12株,其中2株菌株A117、A158的产酶活力提至原始菌株的3.17倍和3.31倍,分别达到172.72 U/mL和180.74 U/mL。通过响应面分析得到优化的发酵条件:葡萄糖110.28 g/L、牛肉蛋白胨5 g/L、硝酸钠5 g/L、碳酸钙37.89 g/L、KCl 0.5 g/L、KH2PO42 g/L、MgSO4·7H2O 0.7 g/L, pH值自然。接种量为0.05(V/V,3×106个孢子/mL),30℃下培养4 d,产酶活力达到373.24 U/mL,是优化前的2.02倍,属国内较高的胞外葡萄糖氧化酶生产水平。GOD对面粉品质改良的研究表明,适量添加GOD的面粉吸水率、形成时间、稳定时间及粉质指数都有所增加,面团拉伸阻力明显增大,延伸度有所下降,说明面粉性质得到改良。     

具有转糖苷活性β-半乳糖苷酶菌株的筛选鉴定

为了获得具有较高酶活力的β-半乳糖苷酶,以乳糖为诱导剂,采用涂有x-gal的鉴别平板分离初筛得到28株生长较好的产β-半乳糖苷酶的菌株。通过摇瓶复筛测定其水解酶活,从中筛选出4株酶活力较高的菌株,并利用高效液相检测菌株的转糖基活性,确定了一株具有转糖苷活性菌株B5582Y,其初始水解酶活可达12 U/m L。根据细胞形态、生理生化数据、16S r DNA序列和rpo B功能基因序列数据多项鉴定分析,最终确定该菌B5582Y为克雷伯氏菌(Klebsiella michiganensis)。     

克雷伯氏菌产β-半乳糖苷酶的异源表达及低聚半乳糖合成工艺优化

β-半乳糖苷酶是低聚半乳糖制备过程中的关键酶。本文克隆生菌株克雷伯氏菌B5582Y的β-半乳糖苷酶基因lacZ,并成功构建大肠杆菌重组质粒pET28a-24。经IPTG诱导表达其酶活力比野生菌株提升近10倍。通过单因素及响应面法考察重组酶对低聚半乳糖合成的影响,得到最佳工艺条件为:加酶量130 U/mL,温度44℃,底物添加量90%,pH 7.0～7.5,反应时间10 h,低聚半乳糖的产率达44%。重组酶表现出较好的转糖苷活性,在低聚半乳糖合成领域具有较大的应用潜力。     

产蓝色组分链霉菌A1013Y的分离鉴定及发酵条件优化

蓝色素作为3种基色之一,具有广阔的应用空间。目前发现的天然蓝色素种类较为稀少。本研究从土壤中筛选出一株蓝色组分产量较高的链霉菌A1013Y并进行初步鉴定,优化其产蓝色组分的液态发酵条件。根据其形态、培养特征、基因系统发育树等鉴定该产蓝色组分菌株为脱叶链霉菌组。在单因素发酵条件优化基础上,采用Plackett-Burman试验设计对碳源含量(葡萄糖)、氮源含量(大豆蛋白胨)、初始pH值、培养温度、培养时间、接种量及转速7个因素进行考察,进而利用Box-Behnken对筛选出的碳源含量(葡萄糖)、培养温度、培养时间3个因素做响应面分析。结果表明,葡萄糖含量为2.7%,在23.5℃条件下摇瓶培养93 h,色价达304.67 U/mL,比优化前的46 U/mL提高7倍,具有较大的应用潜力。