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《響應面法和變溫培養(yǎng)優(yōu)化海洋黑曲霉產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵條件.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第32卷第5期2016年10月化學反應工程與工藝ChemicalReactionEngineeringandTechnologyVol32，No50ct．2016文章編號：1001--7631(2016)05__0473—08響應面法和變溫培養(yǎng)優(yōu)化海洋黑曲霉產(chǎn)纖維素酶發(fā)酵條件陳作國1，-，鄭剛1，蔡勇1，薛棟升2，楊志堅3，姚善涇41．浙江大學舟山海洋研究中心，浙江舟山316021；2．湖北工業(yè)大學生物工程學院，湖北武漢430000；3．浙江大學生命科學學院，浙江杭9’I．I310058：4．浙江大學化學工程與
2、生物工程學院，浙江杭州310027摘要：選用響應面法和變溫培養(yǎng)相結合的方法，優(yōu)化了一種海洋黑曲霉生產(chǎn)耐鹽性纖維素酶的液體發(fā)酵條件。首先通過單因素實驗初步確定碳源、氮源、溫度、表面活性劑、接種量、裝液量以及初始pH；隨后選擇Plackett．Burman(PB)設計挑選出影響濾紙酶活(FPA)的主要成分：麩皮和吐溫．80(Tween．80)；再通過爬坡實驗，使麩皮和吐溫一80濃度接近最大酶活區(qū)域；接著選擇響應面分析快速有效地求得該菌株產(chǎn)耐鹽性纖維素酶的最佳培養(yǎng)基配方：最后進行了變溫培養(yǎng)實驗確定適宜的穩(wěn)定期培養(yǎng)溫度
3、。得到的優(yōu)化發(fā)酵條件為：麩皮5．53％(w)，玉米漿O．5％(w)，磷酸二氫鉀0．2％(w)，Tween一800．197％(w)，初始pH5．0，接種量8％(m01)，裝液量40mL，180r／min，37℃培養(yǎng)2d后繼續(xù)28℃培養(yǎng)2d。優(yōu)化后的濾紙酶活為0．566U／mL，與未優(yōu)化時的酶活(O．283U／mL)相比增加了94．5％。關鍵詞：海洋黑曲霉纖維素酶響應面法優(yōu)化變溫培養(yǎng)中圖分類號：Q93文獻標識碼：A纖維素酶是由外切酶、內切酶和纖維二糖酶等三種酶組成的復合酶，它們通過一種協(xié)同作用使纖維素依次降解成纖維
4、二糖和葡萄糖【l，2J。纖維素酶用途極大【3。6J，但普通纖維素酶越來越無法滿足工業(yè)生產(chǎn)中的一些抗逆性需求，而在海洋獨特的環(huán)境中，存在著多種耐受極端條件如耐高溫、耐高鹽、耐極端pH的菌種【7J，這就為解決工業(yè)化生產(chǎn)中存在的高鹽度、高溫、極端pH環(huán)境而使纖維素酶活性降低乃至失活等問題提供一條新的思路以及途徑。王玢等【8】從黃海泥樣中篩選出的海洋細菌所產(chǎn)生的酶的最適反應溫度為35℃，明顯低于普通纖維素酶的最適反應溫度，而且其在10℃左右也含有較高的活性。Trivedi等【9】從海藻中分離出的桿菌所產(chǎn)生的纖維素酶，既
5、能在堿性環(huán)境也能在高鹽度環(huán)境下保持高活性。綜上所述，研究耐極端條件的纖維素酶產(chǎn)生菌有著極大的研究和應用價值。劉杰鳳等IloJ曾用浙江東海海底淤泥中篩選得到一株海洋黑曲霉，它能分泌一種耐鹽性纖維素酶，其在高鹽環(huán)境下能保持較高的活性，并通過單因素實驗簡單優(yōu)化了此菌株的液體發(fā)酵條件，闡明了此纖維素酶的酶學性質及其耐鹽性。Xue等[1l】利用響應面法優(yōu)化了一種以水葫蘆為主要碳源的環(huán)保型固體培養(yǎng)基。何可可等[12,13]也報道了他們在研究海洋纖維素酶方面的研究進展。為了耐鹽性纖維素酶的工業(yè)化放大生產(chǎn)和應用，本實驗希望以這
6、株海洋黑曲霉為菌株，在單因素實驗的基礎上，選用響應面分析，并與一種新穎的變溫培養(yǎng)方法相結合，系統(tǒng)且有效地優(yōu)化該菌株生產(chǎn)耐鹽性纖維素酶的液體發(fā)酵條件，以期為該酶的工業(yè)化生產(chǎn)和應用提供必要的實驗數(shù)據(jù)與參數(shù)。收稿日期：2015—07．08；修訂日期：2015．10．09。作者簡介：陳作國(199卜一)，男，碩士研究生；姚善涇(1957一)，男，教授，通訊聯(lián)系人。E-mail：yaosj@zju．edu．cn?；痦椖浚簢易匀豢茖W基金項目(21376214)；浙江省公益技術研究社會發(fā)展項目(2015c33219)：舟
7、山市科技計劃項目(2014C51022)。474化學反應工程與工藝2016年10月1實驗材料與方法1．1培養(yǎng)基與主要試劑斜面培養(yǎng)基：馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基。未優(yōu)化的液體產(chǎn)酶培養(yǎng)基(50mL)：麩皮30g／L，氯化銨5班，磷酸二氫鉀2班，pH為7。麩皮主要成分(每100g)：水分14．5g，蛋白質15．8g，碳水化合物61．4g，纖維31．3g，鈣206mg，磷682mg，鉀682mg，鈉12．2mg，鎂382mg，鐵9．9mg，鋅5．98mg，錳10．85mg。玉米漿主要成分：干物質50％，水分50％
8、，蛋白質45％，總糖2．21％，鐵0．01％，磷1．6％，鈣0．04％，鉀2．2％。1．2發(fā)酵菌株本實驗的菌株是從浙江東海海底淤泥中篩選得到的海洋黑曲霉(Aspergillusniger)，菌種保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，地址為中國，武漢，武漢大學，保藏號為CCTCCNO：M2010132。1．3實驗方法1．3．1菌種發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)方法將海洋黑曲霉接種到斜面PDA培養(yǎng)基，在28℃條件下
