黑曲霉产纤维素酶液体发酵条件的优化[1]

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镰刀菌YL2_产纤维素酶液体发酵工艺优化

79--加工贮藏•检测分析　引用格式：郭建军，王　通，吴庆华，等. 镰刀菌YL2产纤维素酶液体发酵工艺优化[J]. 湖南农业科学，2023（11）：79-86.　DOI:DOI:10.16498/ki.hnnykx.2023.011.015纤维素是由D-葡萄糖基通过β-1,4-苷键联结而成的线状高分子量碳水化合物[1]，广泛分布于自然界，如林木[2]、种植业废弃物[3]和食草动物粪便[4]等都含有大量纤维素，是一种易获取且廉价的可再生资源。

将天然的纤维素物质降解为葡萄糖，进而转化为生物燃料以及其他高附加值产品[5-6]，对于人类的可持续发展具有重要意义。

目前，自然界含纤维素材料的利用大多通过物理或化学手段进行预处理使其结构和性能发生改变[7-9]，如酸或碱浸泡、蒸汽爆破等，但这些处理方式效率较低、能耗较大、污染较严重[10]；而若能使用纤维素酶进行降解[11]，既环保又高效，但是成本较高，耗时较长[12]。

纤维素酶是能将纤维素水解为葡萄糖的复合酶的总称[13]，包括多种内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶[14]，现已广泛应用于动物饲料、酿造[15]、果汁与蔬菜汁加工[16]、粮食加工、中草药有效成分提取[17]、纺织[18]、洗涤剂和造纸等生产领域。

由于天然纤维素分子链内或链间存在大量氢键，导致其形成了髙结晶度的结构[19]，从而具有较高的机械强度和化学稳定性[20]，难以被分解利用。

天然的纤维素酶产生菌产酶活性低[21]、酶系组分不完全是纤维素酶不能被广泛利用的主要原因[22]。

因此，发酵生产高活性的纤维素酶具有重要的现实意义。

目前研究较多的产纤维素酶微生物多是真菌，真菌产生的纤维素酶具有产酶量大、酶活性高和酶系组成丰富合理等优点[23]，同时分泌的胞外酶易于分离提纯和工业生产放大[24]。

笔者以课题组实验室筛选保镰刀菌YL2产纤维素酶液体发酵工艺优化郭建军1，王　通1，吴庆华2，曾　静1，袁　林1（1. 江西省科学院微生物研究所，江西南昌 330096；2. 临川区连城乡便民服务中心，江西抚州 344117）摘　要：为提高镰刀菌YL2发酵产纤维素酶的效率，采用Plackett-Burman 试验设计和响应面法设计优化了镰刀菌YL2产纤维素酶的发酵工艺，确定该菌种的最适产酶培养基及最优产酶条件。

黑曲霉发酵产酶研究进展

黑曲霉发酵产酶研究进展张熙;韩双艳【摘要】黑曲霉(Aspergillus niger)是曲霉属真菌中的常见种,它生长旺盛、发酵周期短、不产生毒素,是美国FDA认证安全菌种(GRAS)之一,也是重要的酶制剂生产菌种.综述了黑曲霉产纤维素酶、木聚糖酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的研究进展,并展望了其广阔的应用前景.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】4页(P13-16)【关键词】黑曲霉;酶;发酵产酶【作者】张熙;韩双艳【作者单位】华南理工大学生物科学与工程学院,广东广州510006;华南理工大学生物科学与工程学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】Q939.97黑曲霉(Aspergillus niger)，属半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目、丛梗孢科，是丝状真菌的一个常见种，广泛分布于粮食、植物产品和土壤中。

人类运用黑曲霉的历史悠久，早在中国古代，人们就利用黑曲霉制作酱料、酱油、米酒等。

由于黑曲霉生长旺盛、发酵周期短、不产生毒素，被美国FDA认证为安全菌种(GRAS)。

黑曲霉具有很强的外源基因表达能力及高效的蛋白表达、分泌和修饰能力，同时重组子具有很高的遗传稳定性。

随着越来越多的外源蛋白在黑曲霉成功表达，且被证明具有较高的产量和活性，黑曲霉成为了一个重要的酶表达体系，也逐渐成为重要的工业酶制剂生产菌种[1]。

据报道，黑曲霉可生产纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶、糖化酶、果胶酶、脂肪酶、葡萄糖氧化酶等多种酶。

作者综述了黑曲霉产纤维素酶、木聚糖酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的研究进展，并展望了其广阔的应用前景。

纤维素是地球上分布最广泛的一类碳水化合物，也是最丰富的可再生资源，但因其结构复杂、降解难度大，还未实现有效的转化利用。

纤维素酶由葡聚糖内切酶(EG)、葡聚糖外切酶(CBH)、β-葡萄糖苷酶(β-BG)构成[2]，主要用于水解纤维素的β-1,4葡萄糖苷键，使纤维素分解成短链糖。

黑曲霉代谢组学研究进展

黑曲霉代谢组学研究进展靳梦琦;李军;朱凤妹;刘畅【摘要】代谢组学作为系统生物学的重要研究领域,近年来黑曲霉的代谢组学研究也越来越受到人们的关注.随着研究技术的不断发展,黑曲霉的基因组学、转录组学、蛋白质组学的研究数据不断增多,对于黑曲霉代谢组学的研究方法也在逐渐完善.以黑曲霉代谢组学为例,对代谢组学研究中有关样品制备、分析鉴定和数据分析等方法进行了概述,并对黑曲霉代谢组学研究运用实例进行了介绍,最后对黑曲霉代谢组学研究中潜在的问题和未来的发展趋势进行了讨论.【期刊名称】《食品工程》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】5页(P1-4,37)【关键词】黑曲霉;代谢组学;研究进展【作者】靳梦琦;李军;朱凤妹;刘畅【作者单位】河北科技师范学院食品科技学院,河北昌黎066600;河北省果品加工工程技术研究中心,河北昌黎066600;河北科技师范学院食品科技学院,河北昌黎066600;河北省果品加工工程技术研究中心,河北昌黎066600;河北科技师范学院食品科技学院,河北昌黎066600;河北省果品加工工程技术研究中心,河北昌黎066600;河北科技师范学院食品科技学院,河北昌黎066600;河北省果品加工工程技术研究中心,河北昌黎066600【正文语种】中文【中图分类】TS201.2+5黑曲霉是一种广泛存在于自然界中的丝状子囊真菌，属于真核生物。

黑曲霉的分生孢子头呈黑褐色放射状，顶囊呈球形，双层小梗，多见于粮食、植物性产品以及土壤中，生长的适宜pH值为3～7。

黑曲霉是重要的工业发酵菌种，在有机酸发酵和工业酶制剂方面有着广泛的应用，同时在生物技术开展过程中发挥了很大的作用，很多产品来自于丝状真菌的初级和次级代谢产物。

由于美国食品和药物管理局（FDA）已经认定许多来自黑曲霉的产物是安全的，所以黑曲霉被广泛用于食品级产物的生产过程中。

代谢组学是指对生物体内一切代谢物进行定性定量分析，它是关于生物体系内源代谢物质种类、数量及其变动规律的科学，研究生物整体、系统或器官的内源性代谢物质及其与内在或外在因素的相互作用，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系，其在系统生物学研究中占据着极其重要的地位。

纤维素酶液体混菌发酵培养基的优化研究

Ａｂｓｒｃ：ＵｓｎｒｃｏｅｍａｖｒｅａｄＡｐｅｉｌｓｎｇｅｓｔｅｓａｔｎｔａｎｔａｔｉｇＴｉｈｄｒｉｄｎｓｒｌｉｒａｈｔｒｉｇｓｒｉｓ，ｔｅｆｒｎｔｔｎｍｅｉｍｕｈｅｍｅａｉｄｕｏ
，
，Leabharlann （Ｈ）Ｓ４Ｌ一ＫＨＯＮ４２Ｏｇ・，２Ｐ４４
Ｌ，ａＩ２．ｇ・～，ｗｅ－ｇ・～．果表明，条件下的滤纸酶活性和ｐ一葡萄糖苷酶活性分别为～ＣＣ・Ｈ００５ＬＴｅｎ８５０Ｌ结此２１，．２Ｕ・Ｌ，于单茵发酵（．８Ｕ・Ｌ）未优化混茵发酵（．９Ｕ・Ｌ）最高酶活性．．５６５ｍ～高１１ｍ及４９ｍ的关键词：维素酶；茵培养；酵；应面法纤混发响
中图分类号：２６３￥１．文献标志码：Ａ
Ｆｅｅｔｔｏｅｉｍｐｉｉａｉｎｏｏｐｅｍｎａｉｎｍｄｕｏｔｍｚｔｏｆｃｍｌｘｃｌｌｓｏｉｍａｓｈｄｏｙｉｅｌａｅｆｒｂｏｓｙｒｌｓｓｕ
ｆｒｃｍｐｅｅｌｌｓｒｄｔｏｙｍｉｅｕｒｓｏｔｉｅｎｔｉｔｄ．Ｐｌｃｅ－ｒｎｅｐｒ— ｏｏｌｘｃｌｕａｅｐｏｕｃｉｎｂｘｄｃｈｕｅｗａｐｉｚｄｉｈｓｓｕｙｍａｋｔＢｕｍａｘｅｉ
ｍｅｔｌｄｓｇａｄｒｓｏｓｓｒａｅｍｅｈｄｌｇｒｈｓｎｏｐｉｉｅｈｍｅｕｍ．Ｆｉｓｌｔｅｎａｅｉｎｎｅｐｎｅｕｆｃｔｏｏｏｙｗｅｅｃｏｅｔｏｔｚｔｅｍｄｉｒｔｙ，ｈｍａｎｆｃｏｓｗｅｅｃｎｒｅｃｏｄｎｏｔｅｕｔｆＰＢｅｐｅｉｅｔ．Ｔｈｎ，ｔｅｏｔｍｕｍｅｕｉａｔｒｒｏｆｍｄａｃｒｉｇｔｈｅｒｓｌｓｏｘｒｍｎｓｉｅｈｐｉｍｄｉｍｗａｂａｎｄｏｈｓｂｓｓｂｅｐｎｓｕｆｃｅｈｄｌｇ．Ｔｈｐｉｕｍｅｕｍｓｔｔｍｉｒｃｙ — ｓｏｔｉｅｎｔｉａｉｙｒｓｏｅｓｒａｅｍｔｏｏｏｙｅｏｔｍｍｄｉｗａｈａｃｏｒｓｔｌｉｅｃｌｕｏｅ２・Ｌ一ｃｒｃｂ２・Ｌ一ａｌｎｅｌｌｓ０ｇ。ｏｎｏ０ｇ，ｐｐｏｅ１ｇ・Ｌ一ｅｔｎ。

开题报告(朱博)

附件 4
琼
州
学
院
毕业设计（论文）开题报告
（ 2010 届）
学专学生姓班
院：业：名：级：
理工学院食品科学与工程朱博 10 食品张铁涛学号职称 10249050 副教授
指导教师姓名：
2013 年 9 月 20 日1题目：产纤维素酶菌株的复筛及其产酶条件的优化 1. 结合选题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写 1000 字以上的文献综述。（附主要的参考文献）纤维素(cellulose)是自然界中最广泛存在的一类碳水化合物。同时，它也是地球上最丰富、最廉价的有机物质和再生资源。有资料表明，全世界每年的植物体生成量达 1500 亿吨干物质，其中纤维素及半纤维素的总量为 850 亿吨[1]，中国每年仅纤维素秸秆产量就达 6 亿吨之多[2]。然而，其中大部分植物秸秆中的纤维素都被燃烧或腐烂，只有一小部分被人类所利用，而且被利用的很大一部分是用在造纸行业，产生的造纸废水还是含有大量的纤维素。若不解决纤维素降解问题，不仅浪费了宝贵的自然资源，还造成了严重的环境污染。从 1906 年 Seilliere 在蜗牛的消化道发现能分解天然纤维素的纤维素酶以来
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854-BZ 进行多种理化诱变因子及空间微重力辐射等因素的处理，选育到 1 株高活力纤维素酶变异株[8]。1998 年浙江大学的 Liming Xia 和 peilinCen 对里氏木霉 ZU-02 进行了研究，以木糖工业废料为原料，最高酶活达到 158U•g-1[9]。2000 年农牧大学军事兽医研究所王景林等对突变型黑曲霉（AsPerillusnige）M001 分别经紫外线（UV）、亚硝基肌（NTG）、TDP 辐射仪及空间微重力辐射（SC）等因素的多级循环处理，得到 1 株形态发生改变的变异菌 XZ15[10]。2002 年青岛海洋大学的管斌等利用紫外线、亚硝基等对里氏木霉进行诱变处理，经 6 次诱变处理之后，其抗降解产物阻遏突变株的 FPA:3.62IU•mL-1，CMCase:24.64IU•mL-1[11]。 2003 年张年凤等以具有一定纤维素酶活力的黑曲霉菌株 A.niger598 为出发菌株，经紫外线、甲基磺酸乙酯（EMS）的复合诱变，选育出一优良的突变株 An-238，其产生的纤维素酶活力是出发菌株的 2.48 倍[12]。2004 年韩铭海等通过紫外线和 Y 射线交替诱变，筛选得到一株高产纤维素酶的突变菌株 BE40239，其 FPA 最高 2.83U•mL-1[13]。2005 年陕西省科学院的张强等采用核诱变方一法选育了一株适合液体深层发酵的纤维素酶高产菌株绿色木霉 AIO-01[14]。2006 年山西大学的李日强等从土壤、酒糟及牛粪中共分离到 5 株能分解纤维素的真菌菌株[15]。 2007 年南昌大学的周新萍等从朽木中分离到 1 株产纤维酶活力高的放线菌 NC-7 菌株

黑曲霉突变株ZM-8产纤维素酶条件的研究

ａｔｐｒｉｕｉｅＭ一８ｈｄｈｇｉｌｆｅｌｌｅｉｌｇｕｏｉａｅｂｔａｔＴｅｓｌｅｔｎｅｇｌｓｇｒＺｃＡｓｌｎａｉｈｙｅｄｏｌａ，ｔ－ｌｃｓｓｃｕｓｓ￣ｄ
ａｔｖｔｓｅｐｃａｌｇｃｉｉｙｗａｓｅｉｌｙｈｉｈ．Ｔｈｅｃｄｉｉｎｓｏｒｒｄｕｉｇｅｚｍｅｏｎｔｏｆｐｏｃｎｎｙｗｅｅｐｔｍｉｅｂｒｈｏｏｎｌｅｐｅｉｒｏｉｚｄｙｏｔｇａｘｒ—
ｓｕｃ，．ｏｒｅ０６％ｎｔｏｅ，０ｉｇｎ３０ｒ
ｗａｅ，ｈｕｌｙｒｔｆｃｒｔａｏｅｏｗｅｔｒｎｗａ１ｔｅｔｒｔｅｑａｉａｉｏｏｎｓｒｗｐｗｄｒｔｈａｂａｓ４：，ｈｔｏ
ｉｏｕａｉｎｑａｔｔｓ１：３．ｅｏｔｍｕｃｌｕｅｃｎｉｉｎｒ５ ℃ ｆｒ７ｔｎｔｌＨｆ６５ｎｃｌｔｕｎｉｙｗａｏ０Ｔｈｐｉｍｕｔｒｏｄｔｓｗｅｅ３ｏｏ２ｈｗｉｉｉｉｈａｐｏ．．
Ｕｎｅｈｐｉｉｅｏｄｔｎ，ｈｃｉｉｉｓｏＰＵ，，ｄｒｔｅｏｔｚｄｃｎｉｉｓｔｅａｔｔｅｆＦｍｏｖＣ１ＣＭＣｓｎ — ｇｕｏｉａｅｗｅｅ５２，．８ａｅａｄＢｌｃｓｄｓｒ．５０４，
关键词：曲霉；维素酶；ＭＣ酶；一葡萄糖苷酶黑纤Ｃ８中图分类号：９９９Ｑ３．６文献标识码：Ａ文章编号：１０ —３５２０）５０５ —６０３４１（０７０ —０３０

纤维素酶产生菌及其发酵条件优化

纤维素酶产生菌及其发酵条件优化刘丹;王红英;吴星;钱斯日古楞【摘要】通过刚果红染色产脱色圈初筛出能分解纤维素的菌株,再利用DNS法分别测定纤维素酶的酶活,得到分解纤维素能力最强的一株真菌Lv-1.该菌株菌丝为黄绿色,孢子为深绿色,有多分支的无隔菌丝,长孢子囊孢子,用DNS法测定其酶活为62.42 U/mL,后对其进行了产酶条件优化.经单因素试验和正交试验得到该菌的最佳产酶条件为:在以10 g/L羧甲基纤维素钠为碳源,4 g/L蛋白质,2 g/L硫酸铵为氮源,1 g/L硫酸二氢钾为无机盐的最适产酶培养基中,初始pH为6.0,培养温度37℃,装液量100 mL/250 mL,发酵36 h.在此发酵条件下,其产酶活力可达96.898U/mL,试验结果显示,该菌株在产纤维素酶能力上具有显著优势,且菌株Lv-1产酶活力较优化前高出34.478 U/mL,提高了55.24％.【期刊名称】《工业微生物》【年(卷),期】2015(045)004【总页数】7页(P19-25)【关键词】纤维素酶;筛选;正交试验;酶活【作者】刘丹;王红英;吴星;钱斯日古楞【作者单位】大连工业大学生物工程学院,辽宁大连116034;大连工业大学生物工程学院,辽宁大连116034;大连工业大学生物工程学院,辽宁大连116034;大连工业大学生物工程学院,辽宁大连116034【正文语种】中文纤维素是细胞壁成分，是自然界分布最广、最丰富、最廉价的多糖类物质，也是数量最多的可再生资源[1-2]。

在自然界很多微生物利用其产的纤维素酶降解和利用纤维素, 如厌氧真菌、放线菌、细菌等。

纤维素酶可将纤维素降解为可溶性小分子糖或单糖，因此对生物能源、造纸、纺织、洗涤纺织工业、食品加工、中草药中有效成分的提取及植物遗传工程中都得到广泛应用，有巨大应用价值 [3-6]。

动物饲料中添加饲用微生物能改变饲养的禽畜肠道的微生物菌群数量及肠道发酵模式, 促进纤维的降解，提高饲料利用率[7-9]，对纤维素利用的前提是首先分离到能够产生纤维素酶的菌种。

【word】黑曲霉产纤维毒酶系各组分特性及酶解条件

黑曲霉产纤维毒酶系各组分特性及酶解条件第22卷第1期200t年1月华侨大学(自然科学版)Journal0FHuaqiaoUniversity(Natural,Science)V0L22No.1Jan.200t文章编号1000—5013(2001)Ol一065—05黑曲霉产纤维素酶系各组分特性及酶解条件戴四发贺淹才(华侨大学材料科学与工程学院.泉州3620l1)摘要采用正交实验法分析出黑曲霉3,316纤维索酶系各组分最适酶解条件,其组台分别为C1酶(pH5.O,45℃)C酶(pH35.65_c)和卢G酶(pH4.5,65℃).在液体发酵条件下,添加质量分数为o.003的碳酸钙时.各组分酶活性最高.其中以C酶明显增高.c】酶几乎无影响.G酶则明显降低.c和C比酶栝只有在碳酸钙质量分数小于n005时才有提高.G酶别明显降低.暴加蛋白胨.C和卢G酶的最高酶活在碳酸钙质量分数小于0.003时有增加,C酶则无明显变化.碳酸钙和蛋白胨对各组分最高酶活形成时间均无影响.在各组分酶分泌规律方面,仅有碳酸钙对C和口G酶有一定影响美毽词黑曲霉.纤维紊酶系,酶组分.液体发酵.酶解条件中围分类号Q55603文献标识码A真菌纤维索酶系(CellulaseSystem)是一类复杂的复台酶,一般包括3种水解酶.(1)内切葡聚糖酶(end0g1ucanase).1,4(1,3,1.4)一卢一D—glucan4glucanohydrolase,EC3.2.L4,简称C1酶或EG.(2)外切葡聚糖酶(exoglucanase).1,4-8一D—glucanceIl0bi0hydr0lase,EC3.2.1.9l,简称C酶,亦称外切纤维二糖水解酶(CBH).(3)葡萄糖苷酶(p—glucosidase).p-D—glu—cosideglucohydrolase,EC3.2.1.2l,简称卢G,亦称纤维二糖酶.C1酶和C 酶存有多种异构酶,只有各组分酶的共同协同作用,才能将纤维索彻底水解为葡萄糖..在黑曲霉(As—pergiUusNiger)产纤维索酶变化规律特性方面,一般是通过固体发酵从单一组分酶考虑分析的.一.本文就在液体发酵条件下,对添加一些物质对酶系不同组分的影响效应,以及产酶变化特性方面进行了研究.1材料与方法1.1菌种及来源黑曲霉3.316,中国科学院微生物研究所菌种组提供1.2培养基与菌种保藏收稿日期2000—06—19作者简介戴四发(1973一),男.讲师基金项目福建省自然科学基金资助项目华侨大学(自然科学版)2001年(1)斜面培养基.即土豆汁葡萄糖琼脂培养基.将孢子接种于斜面培养基,于28℃下培养,待形成一层绿色孢子后(约7d),于4℃保藏备用.(2)基础培养基.加浓的Mandles盐,添加质量分数为0.01的纤维索粉和质量分数为0.02的麦麸.(3)产酶培养基.在基础培养基中添加不同浓度的营养物质.1.3孢子悬液与酶液制备(1)孢子悬液制备.从新长成的斜面洗下孢子,以磁力搅拌器搅拌约20min打散孢子后,用显微镜记数,并调节为每毫升孢子(1.00_--4-0.05)×10个.(2)酶液制备.将孢子悬液以体积分数为0.01的接种量接人装有50mI,产酶培养基的250mL摇瓶中,转速为190r?min,28℃发酵培养.取适量发酵液,于转速4000r?minI1下离心15min,用0.1mol?LI1磷酸氢二钠一0.1mol?LI1柠檬酸缓冲液适当稀释上清液即为酶液.1.4定糖分析采用DNS法”进行定糖分析,以葡萄糖为标准,以相同稀释倍数的酶液作为空白对照.1.5蛋白质测定采用Bradford法进行蛋白质质量分数的测定,以牛血清白蛋白为标准.1.6酶活测定和比酶活()的计算(1)C酶活测定.取1.0mL一定pH值的酶液,加入(25.0=1:0.5)mg脱脂棉于试管中密封,在45℃下酶解20h后定糖.酶活力单位U(u?mLI1)为每小时由底物产生还原糖(以葡萄糖计)的微摩尔数.(2)C酶活测定.取酶液0.25mL,加入0.25mIpH值相同的质量分数为0.005的羧甲基纤维素钠溶液,于65℃酶解30min后定糖,酶活力单位同c的酶活力单位.(3)BG酶活测定.酶解底物为质量分数0.005的水杨素溶液,酶解方法与c酶活测定相同,酶活力单位同c-的酶活力单位.(4)比酶活u.(u-mg)的计算.Uo=u/w,式中为蛋白质质量分数.2结果与分析2.1黑曲霉纤维素酶系各组分最适作用条件分析以基础培养基发酵制得的酶液作为实验材料,通过两因素(pH值和温度口)五水平正交实验进行分析.酶活结果(本文仅列出3组具有高酶活的条件组合),如表1所示.Cl酶最适作用表1黑曲霉3.316纤维煮酶系各组分最适酶解条件组合分析条件组合为pH5.0和45℃及pH5.5和45℃.其最适pH值范围为4.5～5.5,最适温度范围为45~55℃.C酶最适作用条件组合为pH3.5和65℃及pH3.0和65℃,最适pH值范围为4.0～4.5,最适温度范围为60b65℃.第1期戴四发等:黑曲霉产纤维索酶系各组分特性及酶解条件672.2碳酸钙对黑曲霉产纤维素酶系特性的影响碳酸钙质量分数()对酶系各组分最高酶活,比酶活及其形成时间(f)的影响,如表2所示.表2中各组分最高酶活形成时间不变.当质量分数为0.003时,各组分最高酶活均最高,其对C酶明显,对C酶无影响,而对于G酶则明显降低.各组分酶活均随质量分数增高而大幅度降低,c.和c比酶活只有在质量分数低于0.005时才有提高,G酶均降低明显表2碳酸钙对黑曲霉产纤维索酶系各组分最高酶活及其形成时间和比酶活的影响碳酸钙对酶系各组分酶活变化规律的影响,如图l所示.将图l与图2比较表明,质量分蓄图1碳酸钙对黑曲霉产纤维煮酶系图2纤维素粉和麦麸对黑曲霉产钎维素酶系各组分变化规律的影响各组分变化规律的影响数为0.005的碳酸钙使c酶活第二峰值大幅度地高于第一峰值.它缩短了卢G酶的峰值急剧增长期,并较为稳定,而对c影响不大.2.3蛋白胨对黑曲霉产纤维素酶系特性的影响表3为蛋白胨质量分数()对纤维素酶系各组分最高酶活,比酶活及其形成时间的影响.由表3可知,各组分酶最高酶活形成时间均未改变.c-和G酶的最高酶活基本上随质量表3蛋白胨对黑曲霉产纤维素酶系各组分最高酶活及其形成时间和比酶活的影响68华侨大学(自然科学版)2ooi年分数的增加而降低,且均在质量分数小于0.003时有促进作用,C酶则无明显变化.各组分比酶活都有所降低,且随质量分数增加而降低更明显.蛋白胨对酶系各组分酶活变化规律的影响,如图3所示(以蛋白胨质量分数0.002为例).图3与图1比较可知,蛋白胨对纤维素酶各图3蛋白胨对黑曲霉产纤维素酶系各组分变化规律的影响组分酶的分泌变化规律均无明显影响,仅有酶活值上的改变.3讨论有关真菌产纤维素酶系特性等方面,人们主要是以绿色木霉为研究对象,而极少有黑曲霉方面的报道(Jl一般都限定在固体发酵条件下.).因此,这样很不利于现代化大规模的流水线生产.不同培养时期,黑曲霉纤维素酶系各组分酶问的均衡性很不一致,为一个动态变化的复合酶体系.同一培养基形成的不同组分酶的分泌规律间有较大的差别,且形成高峰值的时问常常不一致.这可能与纤维素在不同分解时期所形成的各种产物及其质量分数,对不同酶组分所起的不同反馈作用(诱导或阻遏)有关.不同物质对纤维素酶系各组分的影响不一.同种物质不同质量分数,同样有不同的影响效果,即使同种质量分数的同样物质,其对酶系不同组分的影响也会有较大区别.一些物质具有促进某一组分酶的大量分泌,但却抑制其它组分的性质.因此,可以通过培养基的改变,有目的地提高单一组分酶(特别是G酶的产量较高,与绿色木霉酶系形成互补)的产量.从比酶活看,虽然某些物质可以提高酶活值和酶产量(以可溶性蛋白为准,本文未列出),但其比酶活却明显下降.即此种酶的纯度更差,这不利于发酵工程的下游提纯过程.从各组分酶分泌规律分析看,使用不同的影响物质,c酶具有最大的稳定性,其次为c酶,pG酶则相对容易变化.其根本原因,还须进行研究.第1期戴四发等:黑曲霉产纤维素酶系各组分特性及酶解条件69参考文献1StenbergK,GalbeM,ZacchiG.TheinfluenceoflacticacidformationOnthesti muhane0ussaccharifa—cationandfermantationofsoftwoodtoethanol—usingsaecharomycescerevisi aeandbeta—glucosidaseandcellulase—mediatedhydrolysis[J].EnzymeMicrob.Techno1.,1990,26(1):7 1～792GilliganW,ReeseET.Evidenceformultiplecomponentsinmicrobialcellulas eⅡ].Can.J.Microbia1.,1954.1:90～1073赵小立t周红军,费承伟等.黑曲霉HD9478纤维素酶固体发酵条件的研究[J]粮食与饲料工业,1997,5:21～234亲晓斌,李骁华,丁建琴.黑曲霉产纤维素酶舶研究rJ].生物技术,1997,7(4):13~155曲音波,高墙基,王祖农-青霉的纤维素酶抗降解物阻遏突变株的选育[阳.真菌,1984,3(4):2382438中山大学生物系微生物学教研ona]test,theoptimelenzymolylsconditionforrespectivecomponentofcellase systemfromAspergillus|Ⅳr3.316inducedliquidfermentationarefoundtohepH5.0,45℃forenzymeCl,andpH35,65℃forenzymeCandpH4.5,65℃forenzyme.Undertheconditionofliquidstarefermentation,theadditionofCaCO3inaconcentrationof0.3leadstothehighest enzymeactivityofvariORScomponents.InwhichthatofC-obviouslyincreases,thatofCisalmostunaf fected,whilethatof船obviouslydecreases.TheenzymeactivityratioofCLandCincreasesonlyifCaC Okeepsinaconcentrationbelow0.5,whileCshowsnosignificantchange.Theadditionofpeptoneleadstot hehighestemymeactivityofCtandofCaCO3keepsnaconcentrationbelow0.3whileitleadstoinsign ibicantchangeofC. TheformationtimeofhighestenzymeactivityOfrespectiveIomponentareunef fectedbyCaCO3andpeptone. RegardingtotheruleofenzymesecretionofrespectivecomponenttonlyCaCOl showsacerta[neffectonC1and∞.KeywordsAspergillusNigertcellutasesystem,enzymecomponent,liquidfer mentation,enzymolysiscon.d{tinn。

黑曲霉生产纤维素酶工艺设计

黑曲霉生产纤维素酶工艺设计1. 维素酶1.1 纤维素酶的组分纤维素酶是水解纤维素及其衍生物生成葡萄糖的一组酶的总称，是由多种水解酶组成的一个复杂酶系。

纤维素酶是起协同作用的多组分酶系，国内外多数根据纤维素酶的底物及作用的位点和释放的产物将其分为三类:（1）葡聚糖内切酶(endo-l，4-D-glueanase，EC3.2.1.4)来自真菌的简称EG，又称CMC一Na酶;来自细菌的简称Lne)。

这类酶不能水解结晶纤维素如棉花和微晶纤维素等，主要作用于纤维素内部的非结晶区和一些可溶性的底物如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素，随机降解β-1，4糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量带非还原性末端的小分子纤维素、纤维二糖和葡萄糖, 其分子量大小约23-146KD。

(2) 葡聚糖外切酶(exo-1，4-β-D-glucanase，来自真菌简称CBH;来自细菌简称Cex)。

作用于纤维素线状分子末端，分解1，4-β-D糖苷键，每次从底物的非还原端切下一个纤维二糖分子，故又称纤维二糖水解酶，可以水解无定形纤维素和微晶纤维素，对棉花有微弱的作用分子量约38-118KD。

(3)β-葡萄糖苷酶(β-D一glucosidase，简称BG)纤维素大分子首先在GE酶和CBH酶的作用下降解为纤维二糖，再由BG酶水解成二个葡萄糖分子。

其分子量约为76KD。

1.2纤维素酶的作用机制目前对纤维素酶的分子机制大致有3种假说:改进的Cl一Cx假说、顺序作用假说和竞争吸收模型。

它们都认为，纤维素酶降解纤维素时，先吸附到纤维素表面，然后其中的内切酶在葡聚糖链的随机位点水解底物产生寡聚糖，外切酶从葡聚糖链的还原或非还原端进行水解产生纤维二糖，β-葡萄糖苷酶水解纤维素二糖为葡萄糖。

在纤维素溶解糖化过程中内切酶和外切酶的比值会显著地影响纤维素溶解活力，而且在纤维素糖化过程中β-葡萄糖普酶组分的加入会使这种协同作用大大加强[1]，应该注意的是，这种协同作用不仅作用顺序不是绝对的，而且各酶的功能也不是简单、固定的。

柠檬酸产生菌黑曲霉的筛选

微生物上游技术综合实验报告书（2013‐2014学年）实验题目：柠檬酸产生菌黑曲霉的筛选学院名称：生物与化学工程学院柠檬酸产生菌黑曲霉的筛选前言：柠檬酸(也称构椽酸)是重要的有机酸,是柠檬、袖子、柑橘、葡萄等水果天然酸味的主要成分。

天然柠檬酸在自然界中分布很广，天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。

柠檬酸行业是我国生物农业中的一个重要行业，广泛用于食品、医药、生物工程、精细化工等行业，具有极其广阔的发展前景，而黑曲霉是生产柠檬酸最为重要的菌种，它的产酸能力将直接影响柠檬酸的产量，因此黑曲霉的选育将会产生极大的经济效益。

柠檬酸发酵生产目前所采用的菌种主要是黑曲霉菌种和酵母菌菌种，而淀粉质原料发酵主要以黑曲霉菌种为主。

对于柠檬酸发酵行业来说，菌种产酸水平的高低是决定柠檬酸发酵生产的关键因素之一，因此，柠檬酸菌种黑曲霉的选育研究一直成为科研人员关注的焦点，国内外有很多关于柠檬酸发酵菌种黑曲霉选育的研究报道。

我国柠檬酸生产菌种的发酵水平经过几十年的努力，工业产酸水平平均达到13%以上，尽管我国柠檬酸发酵技术在世界上暂时处于领先地位，但菌种选育方面的竞争依然形势严峻。

因此，应当加快产柠檬酸产生菌的研究，继续筛选高产柠檬酸的优良菌株，扩大产柠檬酸菌种的来源。

本实验主要进行了土壤中柠檬酸高产菌株黑曲霉的筛选、形态、产酶条件及酶学性质的研究。

黑曲霉（Aspergillus niger）的形态特征和生理特征。

在固体培养基上，菌落由白色逐渐变至棕色。

孢子区域为黑色，菌落呈绒毛状，边缘不整齐。

菌丝有隔膜和分枝，是多细胞的菌丝体，无色或有色，有足细胞，顶囊生成一层或两层小梗，小梗顶端生成串分生孢子。

黑曲霉生产菌可在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉糖蜜、葡萄糖麦芽糖、糊精、乳糖等培养基上生长、产酸。

黑曲霉生长最适pH 值因菌种而异，一般pH 值为3～7；产酸最适pH 值为1.8～2.5。

生长最适（optimum ）温度为33～36℃，产酸最适温度在28～36℃，温度过高易形成杂酸，斜面培养要求在35°Be 左右的麦芽汁培养基上。

黑曲霉液体发酵产纤维素酶酶系均衡性研究

ｄｓｏｕｅｆＣ— ｅｏｒｅａｏｔｔｅｃｌｌｓｙｔｍ．ＴｈｏｂｎｔｎｏＣ１（．）ｏｅｖｌｍｓｏｒｓｕｃｂｕｈｅｌａｅｓｓｅｕｅｃｍｉａｉｆＣａ２０３ｏａｄＴｕｎ８（．）ａｓｈｗｓａｃｒａｎｅｆｃｎｔｅｓｃｅｉｎｏｎｙｅ．ｎｗｅ一ＯＯ３ｌｏｓｏｅｔｉｆｅｔｏｈｅｒｔｆｅｚｍｓｏ
（）菌种为本实验室筛选，１经初步诱变改良。（）孢子悬液的制备：新长成的斜面洗下孢子，磁力搅拌器搅拌约２ｉ，散孢子后通２从用０ｒｎ打ａ
过血球记数板在显微镜下记数，并调节孢子浓度至（．０．５ ×１／。１Ｏ ±００）０个ｍｌ
作者筒介：石金，（９１）硕士，师，事生物化学与分子生物学等方面的研究。吴男１７一，讲从
维普资讯
浙江工业大学学报
第３１卷
４葡聚糖酶（ｎｏｌｃｎｓ，３２１４简称Ｃ酶或Ｅ（）切１４葡聚糖酶（ｘｇｕａａｅ一ｅｄｇｕａａｅＥＣ．．．，１Ｇ；２外，一ｅｏｌｃｎｓ，
ｏｈｅｂａｃｅｌａｅｙｓｅｓｃｅｉｏｉｃｄｉｔｆｅｅｒｓｎｔａｌｎｅｏｆｃｌｕｌｓｓｔｍｅｒｔｏｎｃｎｉｎｇｗｉｈｄｉｆｒｎｔＣ— ｅｏｕｒｅａｄｈｃｎｔｅ

黑曲霉解磷能力的影响因素及培养条件优化

黑曲霉解磷能力的影响因素及培养条件优化1. 引言黑曲霉（Aspergillus niger）是一种常见的真菌，具有较强的解磷能力。

解磷是指将无机磷转化为可供植物吸收利用的有机磷形态。

黑曲霉通过分泌酸性磷酸酶等酶类，能够将无机磷转化为有机磷，从而促进土壤中磷的循环和植物对磷的吸收利用。

因此，了解黑曲霉解磷能力的影响因素及优化培养条件对于提高土壤养分利用效率和农作物产量具有重要意义。

2. 影响黑曲霉解磷能力的因素2.1 温度温度是影响黑曲霉解磷能力的重要因素之一。

一般来说，黑曲霉在适宜的温度范围内表现出较强的生长和代谢活性。

过高或过低的温度都会抑制黑曲霉的生长和酶活性，从而降低其解磷能力。

研究表明，黑曲霉的最适生长温度为25-30摄氏度，此时其解磷能力达到最高。

2.2 pH值pH值是土壤中影响黑曲霉解磷能力的关键因素之一。

黑曲霉对pH值较为敏感，适宜的pH范围可以提高其解磷效率。

一般来说，黑曲霉对酸性环境较为适应，pH在3-6之间时表现出较高的解磷能力。

过高或过低的pH值都会抑制黑曲霉的生长和酶活性。

2.3 碳源碳源是黑曲霉生长和代谢所必需的营养物质之一，在培养基中添加适量的碳源可以促进黑曲霉的生长和解磷能力。

常用的碳源包括葡萄糖、麦芽糖、纤维素等。

实验结果表明，添加适量的碳源可以提高黑曲霉解磷能力，但过多或过少都会影响其解磷效果。

2.4 磷源虽然黑曲霉具有较强的解磷能力，但在培养过程中是否添加磷源对其解磷能力仍有影响。

一般来说，黑曲霉在无磷条件下会产生更多的酸性磷酸酶，从而增强其解磷能力。

因此，在培养黑曲霉时可以不添加磷源，或者添加较少的磷源以促进其解磷能力。

3. 培养条件优化为了提高黑曲霉的解磷能力，需要优化其培养条件。

以下是一些常见的培养条件优化措施：3.1 温度控制根据黑曲霉最适生长温度为25-30摄氏度的特点，可以将培养温度维持在该范围内。

通过合理调节温度，可以提高黑曲霉的生长速率和代谢活性，进而增强其解磷能力。

黑曲霉液体发酵桔粉产纤维素酶的研究

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黑曲霉利用红薯粉生产柠檬酸的发酵条件研究

黑曲霉利用红薯粉生产柠檬酸的发酵条件研究徐艳【摘要】对黑曲霉利用红薯粉生产柠檬酸的发酵条件进行优化.采用单因素试验考察发酵时间、培养基红薯粉含量、摇床转速、初始pH对柠檬酸产量的影响.在单因素试验的基础上,利用正交试验确定黑曲霉利用红薯粉生产柠檬酸的发酵条件为:发酵时间60 h、培养基红薯粉含量40 g/L,摇床转速200 r/min,初始pH值6.0.在此条件下,柠檬酸产量达4.81 g/L.%The fermentation conditions of citric acid production by Aspergillus niger using sweet potato powder were optimized.The effects of fermentation time,sweet potato powder content in medium,shaking rotate speed and initial pH on citric acid yield were investigated by single factor experiments.On the basis of single factor experiments,the fermentation conditions were determined as time 60h,sweet potato powder content 40 g/L,shaking rotate speed 200 r/min and initial pH 6.0 by orthogonal experiments.Under the conditions,the citric acid yield was up to 4.81 g/L.【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】4页(P127-130)【关键词】黑曲霉;柠檬酸;发酵条件【作者】徐艳【作者单位】荆楚理工学院生物工程学院,湖北荆门448000【正文语种】中文【中图分类】TS261.12柠檬酸被称为第一食用酸味剂，在食品工业上极广泛地用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、螯合剂等[1]。

黑曲霉产纤维素酶液体发酵

黑曲霉产纤维素酶液体发酵工艺优化和控制纤维素酶是生物降解含β-1,4 糖苷键的纤维素生成葡萄糖的一类复合酶的总称。

纤维素酶也是具有纤维素降解能力酶的总称，纤维素酶系包括3 种水解酶，即内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶，只有各组分酶共同作用才能将纤维素彻底水解为葡萄糖[1-2]。

纤维素酶已经广泛应用于酿造果汁与蔬菜加工，粮食工、食品、饲料、造纸、中草药有效成分的提取，以及纺织工业、采油工程、废水处理以及能源制造等各个方面[3-8]。

目前用于生产纤维素酶的微生物大多属于丝状真菌，研究较多的有木霉属、曲霉属、根霉属和漆斑霉属，其中曲霉是公认产纤维素酶最高的菌种之一[9]。

而黑曲霉是公认安全(GRAS)的微生物，用其生产酶制剂安全、可靠，不产生毒素，而且生长快、发酵周期短，具有明显的优越性，可望用于食品和医药等领域。

植物纤维是再生的生物资源，笔者是以植物纤维为碳源，对黑曲霉（A. niger）生产纤维素酶条件进行研究，为利用植物纤维素工业化生产纤维素酶提供技术参数。

故希望通过对黑曲霉A3 产纤维素酶的液体发酵产酶条件的优化，以获得酶的高产量，为纤维素酶的生产应用奠定基础。

1．材料与方法1.1 菌种黑曲霉A3(Aspergillus niger A3)：当地采取。

1.2 培养基及培养条件1.2.1 营养盐液Mandels 氏营养盐液[3]，再加入NaNO3 4.0 g/L。

1.2.2 斜面培养基(1)菌种保藏培养基(g/L)：麸皮5，蛋白胨1，琼脂20，用营养盐液配制；(2)产孢子培养基：PDA 培养基。

1.2.3 发酵产酶基础培养基产纤维素酶基础培养基(g/L)[4]：玉米芯80，用改良Mandels 氏营养盐液配制，250 mL 三角瓶30 mL 装液量，起始pH5.5～6.0。

上述所有培养基均在1.0×105 Pa、121 ℃灭菌30 min。

1.2.4 斜面培养将接种后的斜面于28 ℃培养4～5 d。

论产纤维素酶黑曲霉菌的探究进展论文

论产纤维素酶黑曲霉菌的探究进展论文黑曲霉菌菌种特性：黑曲霉，半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目，丛梗孢科，曲霉属真菌中的一个常见种。

广泛分布于世界各地的粮食、植物性产品和土壤中。

在发酵工业主要用于生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等。

以下是店铺为大家精心准备的：论产纤维素酶黑曲霉菌的探究进展相关论文。

内容仅供参考，欢迎阅读!论产纤维素酶黑曲霉菌的探究进展全文如下：摘要：作为地球上含量最为丰富，分布最为广泛的可再生生物质资源，纤维素的开发与利用对于解决能源危机、环境污染、粮食资源紧张等问题意义重大。

纤维素由D - 葡萄糖分子以β - 1，4 糖苷键组成的大分子多糖，其分子结构结晶度与聚合度高，需要利用纤维素酶的水解作用，将其降解成为单糖，继而进行纤维素的合理利用与转化。

纤维素酶是一组复合酶系，通过多种酶的协同作用水解降解纤维素，纤维素酶主要来源于可产纤维素酶的细菌和真菌。

其中，由于丝状真菌纤维素酶产量高于细菌和酵母菌等真菌，被广泛应用于纤维素酶产业化生产。

作为丝状真菌中的一员，黑曲霉菌高产纤维素酶，且安全、无毒素，在产纤维素酶微生物研究领域，黑曲霉菌是开发、利用最为广泛的真菌之一。

近年来，在高产纤维素酶微生物，发酵产酶工艺，应用领域等方面国内外均开展了相关研究，且取得了一定的进展。

1 纤维素酶的组成与催化机制纤维素酶是由三种不同酶组成的复合酶系，主要包括内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶或纤维二塘水解酶、β - 葡萄糖苷酶。

三种酶通过协同作用将纤维素降解为寡糖和纤维二塘，并最终水解为葡萄糖。

内切葡聚糖酶主要作用于纤维素分子的非结晶区，随机水解β - 1，4 糖苷键并产生大量带有非还原末端的小分子纤维，此外，也能水解纤维素的某些基团取代产物，如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素等。

外切葡聚糖酶主要作用于微晶纤维素分子的还原端和非还原端，水解β - 1，4糖苷键，从而裂解下二糖分子。

纤维素酶的发酵生产实验报告

实验二、黑曲霉发酵生产纤维素酶大实验一、实验目的1、了解纤维素酶的生产工艺和原理2、掌握液体发酵和固体发酵工艺3、学会DNS法测定还原糖含量的方法和原理二、实验原理纤维素酶可以用于一切含纤维素的生物质的降解，具有广阔的应用前景。

高产纤维素酶的微生物主要有木霉属、曲霉属、根霉属，黑曲霉所产的纤维素酶中β-葡萄糖苷酶活力高，能避免酶解产物纤维二糖的阻遏作用，而且安全无毒，故而成为生产纤维素酶的主要菌种之一。

纤维素酶是诱导酶，故发酵生产时需有纤维素物质作诱导剂。

以羧甲基纤维素钠作底物，用发酵所得纤维素酶对底物进行酶解，测定酶解液中的还原糖含量（以葡萄糖计），可以计算酶活力高低。

还原糖与DNS反应形成棕色物质，颜色深浅与糖含量成正比。

三、材料与试剂配制1、生产菌种：黑曲霉2、斜面（活化）培养基：酵母膏0.4%，蛋白胨0.6%，可溶性淀粉1%，葡萄糖0.9%，马玲薯浸出液7%，琼脂2%，陈海水（或人工海水）配制，pH7.0-7.4。

3、人工海水：NaCl = 24 g/L ;MgSO4·7H2O = 7.0 g/L ;NH4NO3= 1 g/L ;KCl = 0.7 g/L ; NaH2PO4= 2.0 g/ L ;Na2HPO4=3.0 g/ L ,pH7.4。

4、微量元素液：FeSO4·7H2O 5.0mg/L，MnSO4·H2O 1.6mg/L，ZnSO4·7H2O 1.4mg/L，CoCl22.0mg/L，加蒸馏水200ml使之溶解。

5、液体发酵产酶培养基：麸皮作碳源3 g，氯化铵或硫酸铵作无机氮源1 g，蛋白胨0.05g作有机氮源，人工海水100 ml（含1%微量元素液），自然pH值。

6、固体发酵产酶培养基：麸皮：稻草粉=2：1作碳源5 g，人工海水12 ml（含1%微量元素液，1%氯化铵或硫酸铵，0.05%蛋白胨），自然pH值。

7、6% DNS试剂：称取酒石酸钾钠182g溶于500ml水中，加热溶解，于热溶液中依次加入3,5-二硝基水杨酸6g，20.8gNaOH,5g苯酚，5g无水亚硫酸钠，加热搅拌溶解，冷却后定容至1000ml。

黑曲霉发酵液改善上部烟叶风味品质的研究

黑曲霉发酵液改善上部烟叶风味品质的研究全铭沁;董惠忠;沙云菲;陈磊;陈玙捷;张薄博;许赣荣【摘要】为降低上部烟叶中的淀粉和蛋白质含量,提高燃吸品质,以黑曲霉(Aspergillus niger)对上部烟叶粉末进行液态发酵,获得产淀粉酶和蛋白酶较高的菌株及发酵条件为黑曲霉h5,接种量5％ (V/V),培养基烟叶添加量3％,初始pH值6.0,培养温度30℃,发酵时间6d.将所得发酵液与生物酶配制成新型复合改良剂用于上部烟叶的处理,得到最佳作用条件为含水量20％(发酵液添加量50％),复合酶添加量1 U/g,反应温度40℃,反应时间2h.处理后上部烟叶中淀粉和蛋白降解率分别为24.84％和21.22％,烟叶燃吸品质明显提升.进一步研究发现,以湖南B1F烟叶为培养基底物的发酵液对上部烟叶燃吸品质的改善具有更好的效果,且在其他产地和类型的上部烟叶中具有很好的扩展性.【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】7页(P170-176)【关键词】黑曲霉;发酵液;上部烟叶;风味;品质改良剂【作者】全铭沁;董惠忠;沙云菲;陈磊;陈玙捷;张薄博;许赣荣【作者单位】江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;上海烟草集团有限责任公司,上海200082;上海烟草集团有限责任公司,上海200082;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】Q815烟草是一种重要的经济作物，是国家税收的重要来源。

烟叶按采收部位分为上部叶、中部叶、下部叶，其中中部叶品质优良，在烟草工业中大量使用。

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FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品科技2008年第34卷第3期白爱枝1,2，闫祖威1*，梁运章2(1.内蒙古农业大学动物科学与医学学院，呼和浩特010018；2.内蒙古自治区离子束生物工程重点实验室，呼和浩特010021)摘要：以黑曲霉A3为对象，对其产CMC 酶活的液体发酵条件进行研究。

结果表明：以玉米芯为碳源产纤维素酶水平较高，用量以80g/L 为宜，氮源以6g/L 的蛋白胨效果为最佳；麦芽糖作为速效碳源，可供菌体早期迅速生长并产酶，以10g/L 的为宜；研究还发现，用中和剂CaCO 3可有效地调控发酵pH ，提高产酶能力，容氧和发酵温度以30mL/250mL 三角瓶和28℃为宜，200r/min 发酵培养72h 达到产酶高峰。

经优化后菌株产纤维素酶的活力较优化前提高150%以上。

关键词：黑曲霉；CM-纤维素酶；液体发酵中图分类号：TS 201.3文献标志码：A文章编号：1005-9989(2009)03-0011-03黑曲霉产纤维素酶液体发酵条件的优化Optimization on liquid-state fermentation conditions ofcellulase produced by Aspergillus nigerBAI Ai-zhi 1,2,YAN Zu-wei 1*,LIANG Yun-zhang 2(1.College of Animal Science and Veterinary Medicine of Inner Mongolia Agricultural University,Huhhot 010018;2.Key Laboratory of Ion Beam Bioengineering of Inner MongoliaAutonomous Region,Huhhot 010021)Abstract:The liquid-state fermentation conditions of cellulose produced by Aspergillus niger were studied.Theresults showed that the optimum culture medium condition were as follows:corn-core 80g/L,peptone 6g/L and maltose 10g/L.Adjusting pH by CaCO 3,when 3mL (~107mL)spores were inoculated into 30mL medium in 250mL Erlenmeyer flask,and it cultivated in shaker at 28℃for 72h,the xylanase activity of culture filtrate reached the highest.Under optimized conditions,The activity of the produced CMC improved 150%as compared with the original medium.Key words:Aspergillus niger;CM-cellulase;liquid-state fermentation收稿日期：2008-07-25*通讯作者基金项目：国家自然科学基金项目(10465002)。

作者简介：白爱枝，内蒙古回子王旗人，讲师，博士研究生。

纤维素酶是具有纤维素降解能力酶的总称，应用极其广泛，如酿造果汁与蔬菜加工，粮食加工、食品、饲料、造纸、中草药有效成分的提取，以及纺织工业、采油工程、废水处理以及能源制造等各个方面[1-6]。

纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中，如细菌、真菌、动物体内等，但研究和生产中所用的纤维素酶都是用真菌发酵得到的，菌种大多是木霉、曲霉和青霉、根霉属和漆斑霉生物工程·11·FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品科技2009年第34卷第3期属等。

故希望通过对黑曲霉A3产纤维素酶的液体发酵产酶条件的优化，以获得酶的高产量，为纤维素酶的生产应用奠定基础。

1材料与方法1.1菌种黑曲霉A3(Aspergillus niger A3)：合肥大学。

1.2培养基及培养条件1.2.1营养盐液Mandels 氏营养盐液[7]，再加入NaNO 34.0g/L 。

1.2.2斜面培养基(1)菌种保藏培养基(g/L)：麸皮5，蛋白胨1，琼脂20，用营养盐液配制；(2)产孢子培养基：PDA 培养基。

1.2.3发酵产酶基础培养基产纤维素酶基础培养基(g/L)：玉米芯80，用改良的Mandels 氏营养盐液配制，250mL 三角瓶30mL 装液量，起始pH 5.5～6.0。

上述所有培养基均在1.0×105Pa 、121℃灭菌30min 。

1.2.4斜面培养将接种后的斜面于28℃培养4～5d 。

1.2.5摇瓶发酵产酶培养将培养好的新鲜产孢子斜面上的孢子制备成孢子悬液，接种3mL (1.2×108个孢子)到发酵培养基中，于28℃、200r/min 振荡培养。

1.3测试及计算方法1.3.1酶活力的测定方法CM-纤维素酶活力的测定：取适当稀释的粗酶液0.1mL ，加到1mL 、1%的羧甲基纤维素钠悬浮液中(pH4.6，0.2mol/L 醋酸缓冲液配制)于50℃水浴反应10min ，用DNS(3,5-二硝基水杨酸)法，测定产生的还原糖。

以木葡萄糖为标准，在本实验条件下，每min 产生1μmol 还原糖所需的酶量定义为1个酶活力单位(IU/mL)。

1.3.2pH 值的测定采用国产精密pH 试纸和pHs-25型酸度计。

2结果与讨论2.1产纤维素酶发酵特性研究为了对黑曲霉产纤维素酶的发酵条件进行研究，首先对其发酵产纤维素酶的特性进行了考察。

实验按25g/L 的浓度加入麦秸粉、甘蔗渣和玉米芯等不同碳源，用营养盐液配制，250mL 三角瓶装液量30mL ，在28℃、200r/min 振荡培养，每隔24h 取样测定纤维素酶的活力，结果见表1。

可见发酵72h 是黑曲霉A3产纤维素酶高峰期，玉米芯为产酶的最佳碳源，甘蔗渣次之，麦秸粉产酶最低。

2.2碳源浓度对产纤维素酶的影响在确定最佳产纤维素酶的碳源后，以玉米芯为碳源，在30mL 装液量(250mL 三角瓶)下，对碳源浓度进行了考察，结果见表2。

可见玉米芯浓度为80g/L 时产酶最高。

考察了不同附加碳源对黑曲霉A3产复合酶的影响，结果见表3。

研究发现，黑曲霉产酶对附加碳源的利用效果以二糖中的麦芽糖和蔗糖效果最佳，葡萄糖、可溶性淀粉次之，对乳糖的利用最差，且添加乳糖还抑制产酶。

2.3不同氮源对产纤维素酶的影响在确定玉米芯的最适浓度后，以80g/L 的玉米芯为碳源，在去除(NH 4)2SO 4的Mandels 盐液中分别加入酵母膏、蛋白胨、尿素、硫酸铵、硝酸钠以及它们的复合物，浓度为6g/L ，来研究氮源对纤维素酶酶活的影响(其他条件同基础产酶培养基)，其结果表明黑曲霉产纤维素酶对氮源的利用以蛋白胨效果最佳(见表4)。

从工业生产中经济适宜的角度看，选择含有NaNO 3和(NH 4)2SO 4的复合氮源比较合适。

从该实验结果中还发现，菌株碳源(25g/L)不同发酵时间的相对酶活力/%24487296120玉米芯20.345.3100.076.625.0甘蔗渣15.642.292.250.014.1麦秸粉14.128.257.842.215.6表1黑曲霉A3产纤维素酶发酵时间与酶活的关系玉米芯浓度/(g/L)相对酶活/%玉米芯浓度/(g/L)相对酶活/%CK 100801414011210013760125表2不同浓度玉米芯对A3产纤维素酶的影响附加碳源/(10g/L)相对酶活/%附加碳源/(10g/L)相对酶活/%CK 100蔗糖124萄葡糖109乳糖91麦芽糖126可溶性淀粉103表3不同附加碳源对A3产纤维素酶的影响生物工程·12·FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品科技2008年第34卷第3期在发酵产酶的过程中pH 值的变化较大。

2.4调控发酵pH 对产酶的影响研究发现，黑曲霉产纤维素酶发酵始末pH 值的变化很大，可见黑曲霉发酵产纤维素酶的同时产酸，使得发酵液的pH 值下降，而抑制了酶的产生。

因此，在培养基中添加CaCO 3考察对产酶的影响(表5)，发现当加入30g CaCO 3时，产酶最高，较对照高25%，之后随着CaCO 3用量的增加，酶活力不再增大；而发酵液的pH 值的变化与酶活力的变化基本一致也呈上升趋势，到酶活力达到高峰后，pH 值基本保持在5.78不变。

可见，CaCO 3的添加可有效调控发酵过程中pH 值的降低，使产酶水平得到较大提高。

2.5装液量对产酶的影响在250mL 的三角瓶中分别装入20、30、50、70、90mL 的发酵液，并接入等量的孢子进行发酵培养，考察不同摇瓶装液量对A3产纤维素酶的影响，结果见表6。

可见，随着装液量的减少，酶活力增大，说明A3的生长和产酶的多少与通气量有很大关系，在装液量为20mL 时酶活力最高。

考虑到20mL 装液量失水量等其他因素的影响已不能忽略，所以选择30mL 装液量为佳。

2.6发酵温度对产酶的影响温度主要通过影响微生物细胞膜的流动性和生物大分子的活性来影响微生物的生命活动。

一方面随着温度的升高，细胞内参与生命活动的酶反应速度加快，代谢和生长也相应加快；另一方面，随着温度的进一步增高，生物体内的活性物质(如蛋白质、核酸等)发生变化，使细胞功能下降，甚至死亡。

因此，每种微生物都有其最适生长温度范围。

在上述优化条件的基础上，就不同温度下黑曲霉产纤维素酶进行了研究(见表7)，发现黑曲霉产酶的最适温度为28~30℃。

3结论在纤维素酶的生产过程中，影响酶产量和活力的因素很多，除菌种外，还有培养温度、pH 、水分、基质、培养时间等，而这些因素之间又不是孤立的，而是相互联系的。

通过上述研究得出：以黑曲霉A3液体发酵产纤维素酶3d 达到产酶高峰，与其他农作物下脚料相比，黑曲霉A3以玉米芯这种廉价易得的天然碳源进行液体发酵产纤维素酶水平较高，用量以80g/L 为宜，氮源以6g/L 的蛋白胨效果为最佳；麦芽糖作为速效碳源，可供菌体早期迅速生长并产酶，以10g/L 的为宜。

研究还发现，用中和剂CaCO 3可有效地调控发酵pH ，提高产酶能力，装液量以30mL 为宜，发酵最适温度为28~30℃，经优化后菌株产纤维素酶的活力较优化前提高150%以上。