芽孢杆菌产甘露聚糖酶酶活稳定的提高
地衣芽孢杆菌β—甘露聚糖酶发酵液的絮凝试验
地衣芽孢杆菌β—甘露聚糖酶发酵液的絮凝试验
张彩;杨文博
【期刊名称】《食品科学》
【年(卷),期】1996(017)012
【摘要】采用正交试验研究了种种聚丙烯酰胺对β－甘露聚糖酶发酵液的絮凝作用比较了不同助凝剂对聚丙烯酰胺絮凝的协同作用了各种絮凝剂对β－甘露聚糖酶活力的影响，初步认为：以聚合铝为助凝剂，阴离子型聚丙烯酰胺为絮凝剂。
【总页数】6页(P32-37)
【作者】张彩;杨文博
【作者单位】天津商学院食品工程系;南开大学生命科学院微生物学系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ925
【相关文献】
1.地衣芽孢杆菌HDYM-04产β-甘露聚糖酶补料分批发酵条件优化 [J], 解鑫;平文祥;葛菁萍
2.地衣芽孢杆菌碱性蛋白酶发酵液生化预处理的研究 [J], 陆得潭;刘冰
3.地衣芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶分批发酵动力学模型的建立 [J], 田雪;解鑫;周晓杭;葛菁萍;凌宏志;宋刚;平文祥
4.控制pH值和溶解氧对地衣芽孢杆菌HDYM-04分批发酵产β-甘露聚糖酶的影响 [J], 刘绍波;解鑫;平文祥;葛菁萍
5.地衣芽孢杆菌发酵生产β-甘露聚糖酶的代谢通量分析 [J], 刘朝辉;齐崴;何志敏
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嗜热芽孢杆菌2004产β-甘露聚糖酶产酶条件优化和酶学性质
微生物学杂志 ２ ０ ， （） — ０ ６ ６３： １ ２ ９ １
利 用 纤 维 二 糖 的酵 母 工 程 菌 构 建
洪剑辉［ 张梁［ 石贵阳［］ １ ］ １ ］ １ 王正祥［ 章克 昌［， ２ ］ １］ ２
［］ 南 大 学 ， 物 Ｉ 学 院 ，物 资源 研 究．＝ １ 江 上 ． 程 上 丰 ，江 ： 锡 ２ ４ ３ ２江 南 大 学 Ｉ ，物 技 术教 育 ｊ １ ０ ６［］ 上 业 重 实 巧 ， 江 ： 锡 ２ ４ ３ 命 ： ｌ０ ６
【 文
摘 】依据 同源重组的原理将来源于粟酒裂殖酵母 的 一 半乳糖苷酶基因 ｒ ｌ ｅ 整合到工业酿酒酵母染色 ｅ
体的甘 油合成途径关键 酶基 因 ＧＰ 中 ，通过 Ｇ １ 抗性筛选得到重组子 。实验数据表明 ，重组子 ｓ Ｄ１ ４ ８ ． ｃｒｖｓ ｅＭＧ１利用蜜 二 糖 的能 力 显著 提 高 ，产 甘油 能 力下 降 。 引入外 源基 因后 酵母 性 状与 亲代 相 比没 有 ｅｅｉａ ｉ
显 著差 异 ，但 生 长 时具 自絮凝 能力 。ＭＧ１ 分别 以玉 米粉 、小 麦淀粉 为 原 料进 行 浓醪 酒精 发 酵 ，与亲 代工
业酿酒酵母 比较 ，发酵液 乙醇浓度得到提高 ，甘油含 量降低 ，蜜二糖 消耗殆尽 。
微生物学通报 ２ ０ ， （） ０ — ０ ０ ５ ２６： ０ １４ ３ １
石贵ＢＪ， 张梁［， 章克 昌［， 王正祥［］ Ｅ１ ］ ／ பைடு நூலகம் １］ ２ １］ ２ １
［］ １江南大学 业， 上物技术 教 育 莺 实验 ，尢锡 ２ ４ ３ ２江南 大学 ，物 ｌ程学 院生物 资源研究审，尢锡 ２１０ ６ １０ ６【］ 上 １ ｌ ： ４ ３
【 关键 词 】蜜 二糖 一 乳糖 苷 酶 酒 精 发酵 半
酶制剂
酶制剂项目名称：利用玉米种子生物反应器生产高活性植酸酶项目简介：目前饲料中使用的植酸酶是通过微生物发酵方式生产的第一代产品。
该生产方式能源消耗通常是生产成本的20%左右。
探索低成本、节能降耗方式生产植酸酶在我国有重要的意义。
考虑到玉米是重要的也是最佳的饲料加工原料，我国玉米总需求量的近80%用于饲料加工，在家禽和家畜饲料中的用量都在50%以上。
从我国国情和可持续性发展角度出发，通过长达7年的攻关，本技术开发了一项节能、环保、低成本生产植酸酶的高新技术：利用玉米种子生物反应器生产的第二代植酸酶产品。
中国饲料工业标准要求：1公斤饲料中含0.5公斤玉米种子, 添加500单位植酸酶添加剂。
也就是说，要求1公斤的玉米种子中含1000单位的植酸酶。
该项目的转基因玉米经过六代选育，得到了27个表达植酸酶并稳定遗传的转基因玉米纯合系，植酸酶活性均在1,000 单位/公斤以上，最高的达到120,000 单位/公斤。
动物饲喂实验结果表明，以玉米为载体生产的植酸酶与发酵生产的植酸酶功能相当，可以显著提高动物的生产性能，显著降低动物排泄物中磷的含量。
完全可以替代微生物发酵生产的植酸酶满足饲料工业标准要求。
专利名称：一种甘露聚糖酶及其编码基因与应用申请(专利)号：CN200510103125.8专利简介：本发明的甘露聚糖酶活性高，巴氏毕赤酵母(Pichia pastoris) MAN22CGMCC No.1389中甘露聚糖酶的表达量可达200000IU／mL发酵液，比现有甘露聚糖酶的产量高，生产成本低。
本发明的甘露聚糖酶可以用于制备甘露寡糖。
该甘露聚糖酶，是一种蛋白质，它具有下述氨基酸残基序列之一：1)序列表中的SEQ ID №：2；2)将序列表中SEQ ID №：2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加成为具有甘露聚糖酶活性的蛋白质。
专利名称：表达β-1，3-1，4-葡聚糖酶的基因工程酵母菌株申请(专利)号：CN03153635.2专利简介：本专利利用基因工程手段，通过毕赤酵母生产葡聚糖酶。
产β—甘露聚糖酶菌株育种及培养基优化
产β—甘露聚糖酶菌株育种及培养基优化摘要：利用实验室筛选保藏最高酶活为10.7 U/mL的白腐真菌作为出发菌株，进行紫外诱变育种及培养基优化，以期提高菌株产β-甘露聚糖酶能力。
结果表明，紫外诱变条件为孢子悬液浓度106～107个/mL，诱变时间10 min，此条件下的孢子致死率达78%，获得了13株正向突变株，经6代遗传稳定性试验证明UV-2突变株酶活最高，遗传稳定性最强，比出发菌株酶活提高了2.075倍。
通过单因素试验确定了该突变株的最佳碳源、氮源分别为魔芋粉和硝酸铵，对酶活影响较大的无机盐为磷酸二氢钾。
通过正交试验，确定了最佳产酶培养基为魔芋粉4.0 g/L、NH4NO3 5.0 g/L、KH2PO4 5.0 g/L、NaCl 1.0 g/L、MgSO4·7H2O 1.0 g/L，在此条件下测得甘露聚糖酶最大酶活为46.17 U/mL，比优化前提高了40.3%。
关键词：β-甘露聚糖酶；白腐真菌；诱变；正交试验；培养基优化在世界能源日益短缺的形势下，植物纤维作为可再生有机资源越来越受到重视，其主要成分为纤维素、木质素和半纤维素。
半纤维素约占植物干重的35%，含量是仅次于纤维素的杂聚物生物资源，其中最具代表性的两种半纤维素是木聚糖和甘露聚糖[1]。
β-甘露聚糖酶（EC 3.2.1.78）可降解甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖和半乳葡萄甘露聚糖的β-1，4-D-吡喃甘露糖主链[2]。
微生物来源的β-甘露聚糖酶具有活力高、成本低、来源稳定、提取方便等明显优点[3]，近年来随着人们对自然界中半纤维素资源的开发和对甘露低聚糖保健价值的发现，微生物甘露聚糖酶再次成为研究热点[4-6]。
不同来源的β-甘露聚糖酶对不同底物的作用程度及其水解产物是不相同的[7-9]。
甘露聚糖酶具有广泛的工业应用价值，可用于饲料、食品、轻工和石油行业等[4，6-9]。
试验利用江苏省生物质转化与过程集成工程实验室保藏的白腐真菌，采用紫外诱变的方法使出发菌株酶活提高，并采用正交试验进行培养基的优化以进一步提高酶活，以期为甘露聚糖酶的进一步研究打下基础。
解淀粉芽孢杆菌的培养工艺及应用研究进展
解淀粉芽孢杆菌的培养工艺及应用研究进展罗佳捷;肖淑华;张彬;王洁【摘要】解淀粉芽孢杆菌是一种分布广泛的益生菌,能够产生许多抑制真菌和细菌活性的物质.文章对解淀粉芽孢杆菌的理化性质、所含活性物质、培养工艺的优化、抗菌、抗氧化功能及其应用情况进行了综述.【期刊名称】《饲料博览》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P40-42)【关键词】解淀粉芽孢杆菌;培养工艺;抗菌;抗氧化【作者】罗佳捷;肖淑华;张彬;王洁【作者单位】湖南九鼎科技有限公司技术中心,长沙 410003;湖南九鼎科技有限公司技术中心,长沙 410003;湖南农业大学经济动物研究所,长沙 410128;长沙市动物防疫监督站,长沙 410013【正文语种】中文【中图分类】S816.8;S852.6解淀粉芽孢杆菌为芽孢杆菌属，是一种与枯草芽孢杆菌亲缘性很高的细菌，其在生长过程中可以产生一系列能够抑制真菌和细菌活性的代谢物。
该菌在自然界分布广泛，易分离培养，对人畜无毒无害，不污染环境；其代谢产物较为丰富，具有广谱抗菌活性和较强的抗逆能力，生长快，稳定性较好[1-2]。
解淀粉芽孢杆菌可产生多种α-淀粉酶及蛋白酶，与枯草芽孢杆菌在形态、培养特征及生理生化特性方面非常相似。
解淀粉芽孢杆菌属兼性厌氧菌，菌落在LB培养基上和牛肉膏蛋白胨培养基上呈淡黄色不透明菌落，表面粗糙，有隆起，边缘不规则，在多种培养基上均不产色素，液体培养静止时有菌膜形成。
革兰氏染色呈阳性，杆状，可形成内生芽孢，呈椭圆形，两端钝圆，芽泡囊不膨大，中生到次端生，有运动性。
可水解淀粉和明胶，乙酞甲基甲醇试验阴性，硝酸盐还原试验阴性，苯丙氨酸脱氨酶试验、吲哚试验、甲基红试验、硫化氢试验均为阴性[3-5]。
解淀粉芽孢杆菌通过产生低相对分子质量抗生素及抗菌蛋白质多肽等活性物质抑制病原菌及线虫，其大多代谢产物的活性物质具有热稳定性、对紫外照射和蛋白酶处理不敏感、耐酸耐碱等特性。
提高酶活的方法
提高酶活的方法
一、酶的结构优化
1.酶的改造：通过遗传工程手段对酶的基因进行改造，引入突变体或
构建新的酶，以增加酶的催化活性和稳定性。
2.酶的化学改性：通过化学方法引入化学修饰剂，如PEG、获得修饰
基团、金属离子等，改变酶的空间构型，提高酶的催化效率和稳定性。
3.酶的固定化：将酶固定在固相载体上，形成固定化酶，可以提高酶
的稳定性和重复使用性。
二、酶的参数优化
1.温度优化：通过优化反应温度，找到适合酶活性的最佳工作温度，
提高酶的活性。
2.pH值优化：通过控制反应体系的pH值，找到适合酶催化的最佳pH 值，提高酶的活性。
3.底物浓度优化：通过调整底物浓度，使酶催化反应在酶的饱和浓度
下进行，提高酶的活性。
4.酶的浓度优化：通过调整酶的浓度，使酶与底物的摩尔比达到最佳
比例，提高酶的活性。
三、酶的环境优化
1.协同作用：将多个酶的作用进行协同，使其在反应体系中相互促进，提高整体的反应效率。
2.辅酶或辅因子添加：给予酶所需的辅酶或辅因子，如辅酶NADH、
辅因子腺苷酸二磷酸（ATP）等，增加酶的催化活性。
3.培养条件优化：通过优化微生物培养条件，如培养基成分、培养温度、培养时间等，提高酶产量和活性。
4.抑制剂或激活剂的添加：通过给予酶所需的抑制剂或激活剂，调节
酶的活性，增加催化活性。
总的来说，提高酶活的方法包括酶的结构优化、酶的参数优化和酶的
环境优化。
通过改造酶的结构、优化酶的参数和环境，可以提高酶的活性、稳定性和催化效率，从而促进酶的应用和产业发展。
环状芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶的产酶条件及粗酶性质研究
ｐｗ ｅ ０ｇ Ｌ Ｎ ４２Ｏ ／ ，Ｋ ２Ｏ ｇ Ｌａｄ Ｍ Ｓ ４ ７ ２ ｇ Ｌ ｎｄｔｅｏｔ ａ ｃｌ ｒ ｃｎｉｏ ｓ ｅｅ ｏ ｄｒ ／ ，（ Ｈ ）Ｓ ４ ｇ Ｌ Ｈ Ｐ ４ ／ ｇＯ ’ Ｈ ０ １ ／ ；ａ ｈ ｐｉｌ ｕｔ ｅ ｏ ｄ ｉ ｒ ２ ２ １ ｎ ｍ ｕ ｔｎ ｗ
（ ． 都师范大学 生命科学学 院， 京 １首 北 １０３ ；． 京 市 农 林 科 学 院畜 牧 兽 医 研 究 所 ， 京 ００ ７２ 北 北 １０ ８ ） ００９
摘要： 为确 定 环 状 芽 孢 杆 菌 Ｗ Ｙ １０的 最 佳 摇 瓶 培 养 工 艺 ， 用 了 Ｌ（ 正 交 试 验 对 培 养 基 成 分 以 及 培 养 条 件 Ｘ ．０ 采 ９３ ） 进 行 了 优 化 。结 果 表 明 ， 佳 培 养 基 成 分 为 ： 最 酵母 抽 提 物 ２ ／ ， 芋 粉 ２ ／ ，Ｎ ４２ｏ ／ ， Ｈ Ｐ ４ ／ ， ｇＯ 。 ０ｇ Ｌ 魔 ０ｇＬ （ Ｈ ）ｓ ４ ｓＬ Ｋ ２Ｏ ｇＬ Ｍ Ｓ ４ ２ １
ｓ ｅ ｎ ｕ ａｉｎ ｔｍｅ ８～ １ ｅ ｄ ｉ ｃ ｂ ｔ ｉ ｏ ｈ． ｉｏ ｕａｉｎ ｒ ｔ ２ ｎ ｃ ｌｔｏ ａｉ ６％ 。 ｍｅ ｉ ｍ ｏｕ ５ ｍＬ，ｐＨ ５，ｆ ｒ ｅ ｔｔ ｎ ｔｍｐ ｒｔ ｒ Ｏ℃ ｏ ｄｕ ｖ ｌ ｍｅ ２ ７． ｅ ｍ ｎ ａｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ４ ｏ ｎ ｅ ｎ ａｉｎ ｔｍｅ２ ａ ｄ ｆｒ ｅ ｔｔｏ ｉ ５ ｈ．Ｔ ｅ ｅ ｚ ｍｅ ｗａ ｔ ｌ ｔ ｅ Ｈ — ８ ａ ｄ ｂ ｌｗ Ｏ℃ ．Ｔ ｅ ｏ ｔ ｌ Ｈ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｍ ｈ ｎ ｙ ｓ ｓａ ｅｂｅｗｅ ｎ ｐ ４ ｂ ｎ ｅｏ ６ ｈ ｐｉ ｍａ ｐ ａ ｄ ｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｏ ｎ ｆｒｅ ｚ ｍｅａ ｔ ｉｙ ｗｅｅ５． ｎ Ｏ℃ ｒ ｓ ｃｉｅｙ．Ｃ ｎ ｎ ｏ ｙ ｃｉ ｔ ｒ ０ ａ ｄ ６ ｖ ｅｐｅ ｔ ｌ ｖ ｕ ａ ｄ Ｃ ｎ ｈ ｄ ａ ｒｍａ ｋ ｌ ｎ ｕ ｎ ｅｏ ｎ ｒａ ｉｇ ｔｅ ａ ｔｖｔ ａ ｅ ｒ ａ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｎ ｉ ｃｅ ｎ ｈ ｃｉｉｙ ｂ ｌ ｓ
β-甘露聚糖酶产生菌的筛选及其粗酶性质的研究
［］ ２ 张子仪．规模化 养殖业及饲料 工业中的生态文 明建设问题 ［ ］ Ｊ．
饲 料 工 业 ，９ ７，８ ９ ： ３ １９ １ （ ） １— ．
版 社 ，９ ６ １８ ． ．
活性表现 出先 抑制 后 促 进 的作用 ； 土壤 脲 酶 的活 对 性 在一定 时 间 内有 轻微 的加 强作 用 ｂ土壤 酶活性 反 映 了 土 壤 中 各 种 微 生 物 的 生 化 过 程 的 强 度 和 方 向 ｊ其活性 是 土 壤 肥 力 评 价 的 重要 指 标 之 一 ， ， 同 时 也是 土壤 自净能力 评 价 的一个重 要指 标 。土壤 中 有 一些异 化 的原核 生 物 ， 们 以还 原 的砷 作 为 生 长 它 代谢 的营 养物 质 ， 壤 中洛 克 沙 胂 的污 染 对 这 土 些原 核生 物 的生长 有 促 进 作用 ， 土壤 中 的酶 是 土 而 壤 中微生 物 的代 谢 产物 ， 因此 洛克 沙胂 污染 土壤后 ， 有可 能使其 中的某些 酶活 性加 强 。
Ｅ —ｍａ ｌ ｗｅ ｃ ｅ ｇ ｏ ｇ ｈ ＠ ｔｍ． ｏ ｉ ： ｎ ｈ ｎ ｇ ｎ ｚ ｕ ｏ ｃ ｎ。
油 井 破 胶 ， 品 加 工 及 纸 浆 漂 白 等 方 面 应 用 广 食
泛 。然 而该 酶 作 为 饲 料 添 加 剂 的应 用 还 未 引 起
足 够重视 。我 国北方 的 日粮 配 方 以 玉米 一豆 粕 、
２０ ［ ］ ｏｌｔ ｃ，０ ２，１ ２ ：５ ０ ０ Ｊ ．Ｐｌ ｉ２０ ８ （ ）３ ６—３４ ｕＳ ６． ［ ］ ｅｎｒＡＪ Ｋ ｈｅ ４ Ｂ ｄ ａ ， ｏｌｒ Ｍ，Ｈ ｆ ａ ｎＫ，ｅ ａ．Ｂ ｃ ｒ ｌ ｅ ａｅｏ ｉ — ｏｍ ｎ ｔ １ ａｔｉ ｌ ｓ ｆａ３ ｅａ ｒｅ ￣ ｅ
枯草芽孢杆菌表达系统研究进展
第38卷第6期 注 為 科 修Vol. 38 No. 62020 年 12 月JIANGXI SCIENCED" 2020doi ：10.13990/j. ()1001 -3679.2020.06.016枯草芽抱杆菌表达系统研究进展马平英，罗雯3,詹怡昕，吴楚楚，熊雨顺，许小群，陈梅4南昌师范学院生物系,330032，南昌)摘要:枯草芽抱杆菌是一种土壤来源的、低G + C 、内生抱子革兰氏阳性细菌。
其所属芽抱杆菌属是微生物发酵中的主要细菌，该细菌被认为是理想的模式生物。
枯草芽抱杆菌应用广泛，且因其具有非致病性、抗药性有限、为益生菌菌株等优点，可以直接用于人体和动物。
综述枯草芽抱杆菌的优点、表达系统的发展及其在各个领域的应用进展，从而在理论和实践两方面为枯草芽抱杆菌的表达系统研究提供可以借鉴的依据和思路。
关键词：枯草芽抱杆菌；遗传转化;表达;应用；进展中图分类号:Q939. 9文献标识码:A 文章编号:1001 -3679(2020)06 -867 -05Research Progress of Bacillus subtilis Expression SystemMA Pingying, LUO Wen ** , ZHAN Yixin, WU Chuchu , XIONG Yushun, XU Xiaoqun, CHEN Mei 收稿日期:2020 - 10 - 24；修订日期:2020-11 -10作者简介:马平英(1999—),女，本科，研究方向:生物科学。
基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目(201614437004)；南昌师范学院学生科研项目(19XSKY51 )o*通信作者:罗 雯(1974—),女，博士，教授，研究方向为应用微生物学。
E-mail ： ***************。
(Department of Biology, Nanchang Normal University , 330032, Nanchang , PRC)Abstra^: BadUus subtilis is a kind of soil - derived gram 一 positive bacterium with low G + C andendospore. Badllus is the main bacmia in microbial feanentation , which is sonsidered th be an iVe- al model oreanism. BadUus subtilis is wiVely used and it ccn be directly used in human body andanimals beccuse of its non - pathoocnic , limited resistance and being probiotic strains. The purpose of this paper was ta eeview the adventages of Badllus subtilis , the development of the expression sys tem and i I s application in veaoueields, ss as th previde referencc basis and ides for the study of the exprssion system of Bacillus subtilis in theory and practica.Key %ords ：Bad,llus subtilis p genetic transformation ； expression ； application ； prooress0引言枯草芽抱杆菌(Badllus subtilis)是一种理想 型的模式生物，其应用价值很高,培养简单快速, 具有非致病性及良好的发酵基础和生产技术等优势，是目前生产各种工业用酶的理想表达宿主。
嗜碱芽孢杆菌产甘露聚糖酶的中试发酵试验
Ｋ ｙｗｏｄ ： ａ ｉ ｕ ｌａｏ ｈ ｌｓ ｐｌｔｔｓ ； ｇｔｔｏ ｐ ｅ ； ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｂ ｃｌ ｓａｃ ｌｐ ｉ ； ｉ ｅ ｔ ａ ｉ ｉｎ ｓ ｅ ｄ ｖ ｎ ｉ ｌ ｕ ｏ ａ
甘露聚糖 是 以 １ ４０ － 喃 甘露糖 苷 键连 接而 成 ，—－ Ｐ Ｄ ￣ 的线状 多糖 ， 天然的甘露聚糖 主链上 的甘露糖 残基常被 葡 萄糖 或半乳糖取代 ， 通过 １ ６ 糖 苷键 或 １ ３ 或 ，一 ，一 糖 苷键 与甘露糖残基相连形成分 支 ， 分别被称 为葡萄甘露
产 中得到 广泛应 用 。 本次 中试发 酵产酶 是利用 工厂 中现有 的 中试 发酵 装置 ， 开展 ０ ５ｍ。中试 ， 先 ． 重点 研 究 中试 条 件 下 的供 氧控 制 与产 酶 关 系 ， 此基 础 上 进 行 ５ ｍ。的 中试 生 在 产， 以获得液 体甘露 聚糖酶 制剂 。
聚糖 或半乳甘露 聚糖 。魔芋 的葡 萄甘露 聚糖 的酶 解产
物可使双岐杆菌在体 内增殖 ５ ￣ｉ０倍 ， ０ ０ 效果 明显优 于 乳果糖 、 大豆低 聚糖 、 异麦 芽糖和低 聚果糖 等ｒ ¨。同时 ，
１ 材 料 与 方 法
１ １ 材料 与设备 ．
１ １ １ 菌 种 ．＿ 嗜碱 芽孢杆菌 （ ｌａｉｈｌ ａ ｉ ｕ ｐ ） ａｋ ｌ ｉｃ ｃｌ ｓ ． 。 ｐ ｉｂ ｌ ｓ
甘露聚糖还是一种天然 的食品防腐剂 。
甘露 聚糖类物 质 的降解 主要依靠 的酶就 是甘露 聚 糖酶 ， 甘露 聚糖酶 广泛存 在 于 自然界 中 ， 在一 些低等 动
物 、 物 的种子 和微 生物 中都发 现 有 甘露 聚 糖酶 的 存 植
在 。微 生 物是甘露 聚糖 酶 的主要来 源 ， 具有 活力高 、 成
发酵法生产β—甘露聚糖酶的研究现状
＊崆稿 日期 ：０ ２—０ —１ ２０ ３ ４
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１ ８
『 食 品 岛 崖 磅 ． ）
２０ 年第１ ０２ 期
芽孢 杆 菌 。如 嗜碱芽 孢杆 菌 、 草芽 孢杆 菌 、 枯 地衣 芽
孢杆 菌 、 嗜热 脂 肪 芽 孢杆 菌 。从 表 １可知 细 菌 产 生
来源的底 物作 用 深度 和作 用 产物 是 不 相 同 的 ， 底物
被 口 甘 露 聚 糖 酶 水 解 后 主 要 是 低 聚 糖 （ 糖 ） 如 一 寡 。
糖 为 主 链 的 内 切 水 解 酶 ［ 一 １ ４ ｍａ ｎ ｎ ｓ ； 口 ，－ ｎ ａ ａｅ ＥＣ ３ ２ ．８ ：其 作 用底 物主要 是半 乳甘 露聚糖 、 萄 ． Ｉ７ ］ 葡 甘露 聚糖 、 乳 葡 萄甘露 聚糖 咀及甘 露聚糖 。其 中 ， 半
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ｎ Ｆ ｕ ０ｄ ｑ ｒｄ Ｆ ｃ ｒｍ ｃ Ｉ 丑 ｔ Ｉ ｒｔ ｔ ａ
文 章 编 号 ：６ １—６ ９ （０ ２ ０ 一０ １ —０ ｉ７ ８ ２ ２ ０ ｌ ０ ４ Ｊ ７
发酵法生产 ｐ 一甘露聚糖酶的研究现状
酶 的分 子 量一 般在 ３ｋ ａ ５ ｋ ， 电点 Ｐ ４０ ５ Ｄ － ５ Ｂａ 等 Ｉ ．—
酶的全 长 ｅ ＤＮＡ， 现 所 有 克 隆 均 为 同 一 酶 基 因 并 发 可 在 酵 母 中 表 达 ， 米 曲 霉 中得 到 超 表 达 。 重 组 酶 在
分子 量为 ４ Ｋ ａ， ５ ｄ ｌ等电点 为 ４ ５ 最适 ｐ 值 和最 适 ．， Ｈ
Ａｂ ｔ ａ ！ Ｗ ｅ ｓ ｍ 兀 ａ ｌｅ ｝ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｓｒ ｃ ： ｕ 】 ｒｚ ｄ ｔ ｅ ｌ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ Ｍ ｒ ｃ ｓ ｆ ｉ ｕ ｌ ａ ｄ ａ ｐｙｎ ｔ ｑ ａｉ ｓ Ｄ＇ ｎ ｐ ｌ ｉ ｇ Ｋｅ ｒ ｓ ｆ ｒ ｌ ａ ｉ ｎ； ｙ ｗｏ ｄ ：ｅ ｍｅｉ ｔｏ ｔ
甘露聚糖作用机理
甘露聚糖作用机理甘露聚糖是一种有分支的聚合物，主链以α-1，6糖苷键结合，而支链以α-1，2或α-1，3糖苷键结合。
以甘露寡糖为主的低聚糖能够干扰肠道病原菌的定殖，改善肠道环境。
它还具有抗原作用，可以引起直接的抗体应答，充当免疫刺激因子，增加动物体液及细胞免疫能力。
1、吸附病原菌，干扰有害细菌的定植，调节非免疫防御机制有利于维持肠道菌群结构的稳定科学家发现某些病原菌(如大肠杆菌、沙门氏菌、梭状芽孢杆菌和弧菌等)的细胞表面有一种蛋白质-类丁质(Lectin)，它能识别动物肠壁细胞上的“特异性糖类”受体，并与受体结合而附着于肠壁上，在肠壁上发育繁殖，分泌毒素，导致肠道疾病的发生。
酵母细胞壁所含的甘露寡糖(简称MOS)与病原菌在肠壁上的受体非常相似，并与类丁质(Lectin)有很强的结合能力，但这些类丁质(Lectin)若与低聚糖MOS结合时，则不会再附着于肠壁上，病原菌因不能利用MOS而缺乏能源，最终死亡并排除体外。
可见MOS能够阻止病原菌在动物肠细胞表面吸附(Duguid等，1996)。
许多试验也表明在饲料中添加甘露寡糖可以减少肠道病原菌的数量(Spring ,1996)。
因此，有些报告称MOS为“病原菌吸附剂”或“病原菌清除剂”。
2、促进有益菌的繁殖甘露寡糖含有大量不能被消化酶切断的化学键，在小肠中几乎不能被消化利用，某些对动物体有害的微生物如大肠杆菌、沙门氏菌等，以葡萄糖作为主要的能源，而有益菌如双歧杆菌、乳酸杆菌等则是以寡糖为主要能源。
因此，在饲料中添加寡糖有助于肠道有益菌的增殖。
进入消化道后段经浓缩才能被动物消化道菌群中的有益菌选择性发酵利用，以有机酸、CH4 、CO2 、H2的形式释放或参与代谢，提供能量。
同时，发酵产生的酸性物质会使整个肠道的pH值下降，能抑制有害菌的生长。
3、对霉菌毒素如玉米赤烯酮等具有良好的吸附作用甘露寡糖可以螯合胃肠道释放的黄曲霉素，也可以结合玉米赤霉烯酮，结合力呈非直线关系。
甘油提高巴氏芽孢杆菌脲酶的热稳定性
甘油提高巴氏芽孢杆菌脲酶的热稳定性许燕波;钱春香;陆兆文【摘要】研究了保存时间和保存温度对碳酸盐矿化菌脲酶活性的影响,发现在低温4℃条件下,脲酶活性在29 d内出现不同程度下降；常温短期储存时,酶活性可以保持3d,3d后酶活性值下降明显.为提高脲酶的热稳定性,向碳酸盐矿化菌中添加甘油作为保护剂,常温下添加总体积分数20％的甘油,可以提高酶的稳定性,脲酶活性在30℃下3d内保持不变,但甘油保护作用有限,高温储存超过7d后酶活性值下降明显；而在保存温度4℃条件下,添加体积分数为10％的甘油,碳酸盐矿化菌可以储存30 d,底物分解量可以达到初始菌液的95％.%Effect of preservation time and temperature on the carbonate-mineralization microbe urease activity is studied. The urease activity decreases in 29 days at 4 ℃ while it can be kept for 3 days at normal temperature before obvious decrease afterwards. Glycerol is selected as the protective additive to enhance the urease thermostability. The urease activity keep stable for 3 days at 30℃, and the best volume fraction for glycerol is 20% at normal temperature. However its effect of preservation is limited , and the urease activity decreases obviously after 7 days at high store temperature. The decomposition ability can reach up to 95% at 4 ℃ after 30 days with 10% glycerol, and the carbonate-mineralization microbe can be kept in reserve for a month.【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(043)001【总页数】5页(P147-151)【关键词】碳酸盐矿化菌;脲酶;甘油;热稳定性【作者】许燕波;钱春香;陆兆文【作者单位】东南大学材料科学与工程学院,南京211189;东南大学江苏省土木工程材料重点实验室,南京211189【正文语种】中文【中图分类】Q89巴氏芽孢杆菌是一株碳酸盐矿化菌株，在生长过程中产生的脲酶具有分解尿素、产生碳酸根的能力.利用碳酸盐矿化菌的这种特性，学者们开展了碳酸盐矿化菌在文物修复、土壤固化、治沙固沙、重金属污染处理等领域的应用研究，并取得积极的成果［1－5］.脲酶，系统命名为酰胺水解酶(urea amidohydrolase)，是人类首次获得晶体并发现含有镍离子的金属酶.酶作为一种具有催化活性的蛋白质，易受到多种因素影响而丧失活性，一般酶要避免处于高温、强酸、强碱的环境中，例如，高温会导致氢键或者疏水键破坏［6－7］.因此，实现碳酸盐矿化菌在上述领域的规模应用，必须考虑脲酶的稳定性问题.添加保护剂是目前工业上提高酶稳定性的最重要手段［6］.刘朝辉等［7］研究了几种糖类和多元醇类保护剂提高β-甘露聚糖酶热稳定性的作用，研究表明，蔗糖、壳聚糖和山梨醇浓度均为2 g/L时能够显著提高该酶的热稳定性.郑贤良等［8］通过向重组α-环糊精葡萄糖基转移酶(α-CGT酶)液中添加化学添加剂来提高其热稳定性及贮存稳定性，研究了在不同温度下添加剂对酶液贮存稳定性的影响，当单独加入各种添加剂在50℃水浴1 h和室温放置108 d后，发现含有20%甘油的酶液稳定性最好.本文研究保存时间和保存温度对碳酸盐矿化菌脲酶活性的影响，并添加甘油作为保护剂，从而提高脲酶的热稳定性，为矿化菌的应用提供基础.试剂药品为乙二醇、甘油、对二甲氨基苯甲醛、浓盐酸和乙醇，均为分析纯.碳酸盐矿化菌由本实验室自己培养制备.实验仪器有756紫外可见分光光度计、DDS－12A计电导率测定仪、冷冻恒温振荡器(HZ－9210K)、单人单面净化工作台(SW-CJ-1FD)和隔水式电热恒温培养箱(GNP-9160BS－Ⅲ).脲酶的活性以其单位时间内分解尿素的能力来表征.脲酶的活性测试方法有很多，本文选择电导率法和比色法来测量菌液中的脲酶活性U.1)电导率法测定脲酶活性溶液的电导率与溶液中离子的浓度密切相关.随着微生物分解底物、溶液中铵根离子和碳酸根离子浓度增高，溶液的电导率也随之增高.配制2 mol/L的尿素溶液，取25 mL于烧杯中，并加入20 mL去离子水，放入恒温水浴锅中，搅拌速度设置为250 r/min.取5 mL完全生长好的菌液，并立即注射到烧杯中，每隔30 s记录电导率的数值，直到电导率的数值变化趋稳，电导率的变化值记为k.单位酶活性值记为U，U=2×10kA μmol·urea/min，其中，A 为特定系数，取11.11.2)比色法菌株的酶活性是通过测定直接底物的残留量来确定的.底物浓度的测定方法是利用显色剂(对二甲氨基苯甲醛)在酸性条件下与底物反应，生成的对二甲氨基甲醛脲为柠檬黄色化合物，其颜色的深浅与底物含量成正比，可以用比色法测定.样品中的氨和二氧化碳主要改变显色液的酸度，可以通过加酸中和的方法消除干扰.其反应式为称取4 g对二甲氨基苯甲醛，溶于200 mL无水乙醇中，加入20 mL浓盐酸，混合均匀，储存于棕色试剂瓶中.配制标准尿素浓度的溶液，分别移取1，2，4，5 mL尿素溶液于50 mL容量瓶中，加入5 mL对二甲氨基苯甲醛溶液，混合定容.在比色皿中依次得到430 nm波长下的光密度值(OD)，绘制出标准曲线［9］，如图 1 所示.温度和时间是对微生物生命活动影响较重要的影响因素.而在实际使用过程中又必须考虑短期保存和长期保存2种情况.选择冰箱的常用冷藏温度4℃作为长期保存温度，在短期保存情况下，选择15，20，25，30和40℃作为短期储存温度和酶活性测试温度，分析脲酶活性随时间变化.对加入保护剂的脲酶，在不同温度下保存后，向每100 mL菌液中加入过量的尿素，通过测定对底物的分解能力，分析脲酶活性在不同温度下的稳定性变化.4 ℃是常用的冷冻保藏温度，将100 mL培养好的菌液(去离子水调整OD值为1.2)储存于4℃冰箱中，利用电导率法测定脲酶活性变化，并选择15，20，25，30和40℃作为测试温度点，结果如表1所示.实验结果发现，在4℃保存条件下，5d内电导率显示的脲酶活性在各个测试温度点保持不变.而40℃测试温度点的酶活性值在29 d后从6.66 μmol·urea/min 降到4.44 μmol·urea/min，下降了33%.15℃测试温度点的酶活性值15 d内基本不变，在15 d后则由于电导率变化值太小而无法测出，这是因为酶活性值的大小易受温度影响，在测试温度较高时酶分解底物的反应速度较快，从而导致显示的电导率的变化值较大，测试温度较低时则变化值较小.在20，25，30和40℃测试温度点，22 d后酶活性值下降均较为明显.选择15，20，25，30和40℃作为常温下的保存温度和测试温度点，分析脲酶活性变化，结果如表1所示.当测试温度为15℃，保存温度为15，20和25℃时，酶活性值在3 d内可以测出，而在保存温度为30和40℃条件下，3 d后已经无法测出.当测试温度为25℃时，在保存温度为15，20和25℃条件下，酶活性值在3 d后下降50%，5 d后从4.44 μmol·urea/min 降到1 μmol·urea/min 左右，而在30和40℃保存条件下，3 d后下降幅度超过了50%，5 d后酶活性值下降到低于1 μmol·urea/min.因此，常温下脲酶活性可以保持3 d，在3 d后下降明显.碳酸盐矿化菌不可避免会受到保存温度和时间的影响，活性降低.乙二醇和甘油作为多元醇，是常见的保护剂.实验中向每100 mL菌液(OD=1.2)中添加保护剂.保护剂体积分数和种类分别为0%、20%乙二醇、30%乙二醇、10%乙二醇 +10%甘油、20%甘油和30%甘油.在30℃下保存3 d后，加入过量的尿素，分析菌液对尿素的分解量.实验结果如图2所示.乙二醇的保护作用并不理想，初始100 mL菌液的底物分解量为8.4 g，30℃保存3 d后分解量减少为5.28 g，添加20%乙二醇后100 mL菌液对底物的分解量为5 g.并且乙二醇体积分数增加并不能提高保护性能，添加30%的乙二醇后底物分解量为2.2 g，但甘油的体积分数只占10%，底物分解量明显提高.含有20%甘油作为保护剂的菌液3 d后分解量与初始无异，证明甘油是一种可以用于碳酸盐矿化菌的良好保护剂.添加甘油作为保护剂能保持较稳定的酶活性，这是因为甘油与水分子相互作用，改变了水的表面张力，使酶与水之间形成溶剂层，同时甘油的羟基与酶的酰胺基以氢键的方式相互作用，促进酶的热稳定性.甘油分子较小，可以结合在酶分子的肽链空隙里，增强了分子内的疏水作用，减少酶分子间的相互作用;另一方面可阻止部分导致酶失活的物质接近活性中心，从而提高了酶的稳定性.向每100 mL碳酸盐矿化菌(OD=1.2)中添加甘油作为保护剂，甘油保护剂的体积分数分别为0%，5%，10%，15%和20%，同时选择15，30和40℃三个温度点作为短期保存温度，菌液在各保存温度下放置7 d后，取出并向其中加入过量底物，用比色法分析底物的分解量.实验结果如图3所示.在保存温度15℃储存7 d后，空白试样底物分解量为2.90 g，达到初始菌液底物分解量的35%;而添加了甘油作为保护剂的试样，底物分解量与空白试样相比都得到提高，且随着体积分数增加而增加，甘油保护剂体积分数为20%时，达到初始菌液底物分解量的73%.在保存温度30℃储存7 d后，空白试样底物分解量为初始分解量的15%;而添加了甘油作为保护剂的试样，底物分解量都在50%以上，且随着甘油保护剂体积分数的增加，底物分解量也相应增加，但增加幅度不如15℃条件下的增幅明显.在保存温度40℃放置7 d，空白试样的底物分解量为1.53 g;而添加了甘油作为保护剂的试样，底物分解量也均未超过50%，甘油保护剂体积分数为20%，底物分解量也只有3.60 g，说明在储存温度较高的情况下甘油保护作用是有限的.同样，4℃作为长期保存温度，向每100 mL菌液中添加甘油作为保护剂，保护剂体积分数依次为0%，5%，10%，15%和20%.菌液储存30 d后，取出并向其中加入过量的底物尿素，用比色法分析底物分解量.实验结果如图4所示.在保存温度4℃条件下保存30 d后，未添加甘油保护剂的空白试样，底物最大分解量为6.88 g，达到了初始菌液底物分解量的82.5%.添加了甘油作为保护剂的试样，结果差距不大，甘油保护剂体积分数10%的试样，底物最大分解量为7.94 g，达到初始菌液底物分解量的95%.这一方面是由于甘油的保护作用，另一方面微生物在4℃条件下进入休眠状态，生命活动停止，酶活性保持稳定，温度提高后加入底物后酶重新开始分解底物.考虑到实际使用时的需要，常温下(10～40℃)保存时，选择体积分数为20%的甘油作为碳酸盐矿化菌的保护剂，即向每1 L菌液中添加250 mL甘油，同时保存时间不宜超过7 d.碳酸盐矿化菌的长期保存可以选择4℃，甘油保护剂体积分数为10%.1)碳酸盐矿化菌的脲酶活性在4℃条件下保存，5 d内电导率显示的脲酶活性在各个测试温度点保持不变;在15℃测试温度点，15 d后酶活性值由于电导率变化太小而无法测出，在20，25，30和40℃测试温度点，酶活性值22 d后下降均明显;常温短期储存时，酶活性可以保持3 d，在3 d后酶活性值明显下降.2)为保持酶活性的稳定性，向碳酸盐矿化菌中添加甘油作为保护剂.研究发现，常温下添加总体积分数20%的甘油，可以提高酶的稳定性，但甘油保护作用有限，高温储存超过7 d后酶活性值明显下降;而保存温度4℃条件下，体积分数为10%的甘油作为保护剂，碳酸盐矿化菌可以长期储存30 d，底物分解量可达到初始菌液的95%.【相关文献】［1］李沛豪，居文俊.细菌诱导碳酸钙矿化材料及其应用前景［J］.建筑材料学报，2009，12(4):482－486.Li Peihao，Ju Wenjun.Applications of calcium carbonate mineralization material inducedby bacterium［J］.Journal of Building Materials，2009，12(4):482 － 486.(in Chinese) ［2］黄琰，罗学刚，何晶，等.微生物在石英砂中诱导方解石沉积的实验研究［J］.西南科技大学学报，2009，24(2):65－69.Huang Yan，Luo Xuegang，He Jing，et al.Studies on the experiment of microbiologically-induced calcite precipitation in silica［J］.Journal of Southwest University of Science and Technology，2009，24(2):65 －69.(in Chinese)［3］黄琰，罗学刚，杜菲.微生物诱导方解石沉积加固的影响因素［J］.西南科技大学学报，2009，24(3):87－93.Huang Yan，Luo Xuegang，Du Fei.Studies on the effect factor of microbiologically-induced calcite precipitation［J］.Journal of Southwest University of Science and Tech-nology，2009，24(3):87－93.(in Chinese)［4］成亮，钱春香，王瑞兴，等.碳酸盐矿化菌株固结土壤Cd2+的生物矿化过程［J］.硅酸盐学报，2008，36(增刊1):216－222.Cheng Liang，Qian Chunxiang，Wang Ruixing，et al.Bioremedidation process ofCd2+removal from soil by bacteria biomineralization［J］.Chinese Ceramic Society，2008，36(S1):216 －222.(in Chinese)［5］Sondi I，Matijevic E.Homogeneous precipitation by enzyme-catalyzed reactions-strontium and barium carbonates［J］.Chemistry of Materials，2003，15(6):1322 －1326.［6］李丽.微生物酶促形成方解石胶结砂粒的实验与模拟［D］.南京:东南大学材料科学与工程学院，2011.［7］刘朝辉，武伟娜，刘跃，等.保护剂提高β-甘露聚糖酶热稳定性的研究［J］.天津大学学报，2008，41(1):114－118.Liu Zhaohui，Wu Weina，Liu Yue，et al.Enhancing the thermostability of β-mannanaseby protective additives［J］.Journal of Tianjin University，2008，41(1):114 －118.(in Chinese)［8］郑贤良，吴丹，李兆丰，等.化学添加剂提高重组α-环糊精葡萄糖基转移酶酶制剂稳定性［J］.生物工程学报，2011，27(2):185 －195.Zheng Xianliang，Wu Dan，Li Zhaofeng，et al.Enhanced storage stability of recombinant enzyme preparation of α-CGTase from Paenibacillus macerans by chemical additives ［J］.Chinese Journal of Biotechnology，2011，27(2):185 －195.(in Chinese)［9］李亚星，徐秋明，曹一平，等.分光光度法测定树脂包衣尿素溶出的研究［J］.中国土壤与肥料，2010(1):84－87.Li Yaxing，Xu Qiuming，Cao Yiping，et al.Colorimetric estimation of urea release rate in coated urea［J］.Soil and Fertilizer Science in China，2010(1):84 －87.(in Chinese)。
甘露糖基益生元的高 效生产及应用关键技术
甘露糖基益生元的高效生产及应用关键技术甘露糖基益生元是一种重要的功能性食品添加剂，在畜禽生产和其他领域中广泛应用。
以下是关于甘露糖基益生元高效生产及应用关键技术的信息：1. 生产技术：微生物发酵法：通过微生物发酵，将甘露糖原料转化为甘露糖基益生元。
选择合适的菌种和优化发酵条件是提高生产效率和产品质量的关键。
酶法转化：利用酶催化反应将甘露糖原料转化为甘露糖基益生元。
选择具有高活性和稳定性的酶是实现高效转化的关键。
化学合成法：虽然化学合成法可以生产出高纯度的甘露糖基益生元，但该方法需要使用有害的化学试剂，且生产过程复杂，因此不常用。
2. 应用关键技术：功能性评价：为了确保甘露糖基益生元的功效，需要进行系统的功能性评价。
这包括对其吸附病原菌、增强肠道屏障功能、提高机体免疫等方面的评估。
配伍性研究：甘露糖基益生元可以与其他饲料添加剂或药物进行配伍使用，以提高其功能性效果。
需要进行配伍性研究以筛选最佳配比和组合。
应用剂量和方式：甘露糖基益生元的应用剂量和方式会影响其功能性效果。
因此，需要确定最佳的应用剂量和方式，以实现最佳的生产性能和健康效益。
3. 应用领域：畜禽生产：甘露糖基益生元作为一种功能性饲料添加剂，在畜禽生产中广泛应用。
它可以提高畜禽的生长性能、机体免疫力和抗病能力，从而改善畜禽的健康状况和提高生产效益。
食品工业：低聚甘露糖作为一种新型的益生元，被广泛应用于生产糖果、保健食品、乳制品、饮料、饼干等食品中。
它可以作为食品配料，赋予产品益生元功能，从而改善人体肠道健康。
其他领域：除了在畜禽生产和食品工业中的应用外，甘露糖基益生元还可以被应用于饲料、化工、医药等领域。
它可以作为添加剂或原料，发挥其在特定领域的功能性作用。
总之，甘露糖基益生元的高效生产及应用关键技术涉及多个方面，包括生产技术、应用关键技术和应用领域。
为了实现其高效生产和应用，需要综合考虑这些因素，并进行系统的研究和实践。
饲用β-甘露聚糖酶的研究进展
饲用β-甘露聚糖酶的研究进展谢志恒;崔细鹏;周平发;史宝军【摘要】β-mannanase is a kind of new green feed additive. It can eliminate the anti-nutrition role of mannan, enhance the digestion and absorption of nutrients in intestinal tract; mannan oligosaccharides can improve the microbial environment in intestinal tract, enhance animal immunity. The source, physical and chemical characteristics, biological structure, mode of action and application of theβ-mannanase were summarized in this paper.%β-甘露聚糖酶是一种新型绿色饲料添加剂，其可以消除β-甘露聚糖的抗营养作用，促进动物对营养物质的消化吸收；其产物甘露寡糖能改善肠道微生物环境，提高动物免疫功能。
文章从β-甘露聚糖酶的来源、理化性质、生物学结构、作用方式及应用等方面阐述饲用β-甘露聚糖酶的研究进展。
【期刊名称】《饲料博览》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】4页(P29-32)【关键词】β-甘露聚糖酶;作用方式;应用【作者】谢志恒;崔细鹏;周平发;史宝军【作者单位】广东溢多利生物科技股份有限公司,广东珠海519060;广东溢多利生物科技股份有限公司,广东珠海519060;广东溢多利生物科技股份有限公司,广东珠海519060;广东溢多利生物科技股份有限公司,广东珠海519060【正文语种】中文【中图分类】S816.8;S814β-甘露聚糖酶是一类能够水解含有β-1,4-甘露糖苷键的甘露聚糖及其衍生物（半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖）的内切水解酶，属于半纤维素酶类，能消除甘露聚糖对单胃动物各种营养物质的抗营养作用，其分解产物甘露寡糖在动物肠道中也起着重要的调节作用[1]。
甘露聚糖酶高产菌株发酵条件优化
64 2012 Vol. 38 No. 12 （ Total 300）
Y = β0 + ∑βi xi （ i = 1，2，…，k）
（ 1）
式中： Y 为 β-甘露聚糖酶酶活力； xi为考察因素；
DNS 法测定 β-甘露聚糖酶酶活［8］： 底物为 5 g / L 的刺槐豆胶，55℃ 下反应 20 min。酶活力定义为上述 条件下产生 1 μmol 还原糖（ 甘பைடு நூலகம்糖） 所需要的酶量定 义为 1 个酶活单位（ U） 。 1. 3 Plackett-Burman（ PB） 实验
选用实验次数 N = 12 的实验设计，选取单因素 优化实验中对菌株产酶影响较大的培养基的 7 个组 分和培 养 条 件 中 的 1 个 因 素，如 下： 魔 芋 粉，NaCl， NaNO3 ，KCl，接液量，MgSO4 ，K2 HPO4 ，蛋白胨以及 3 个虚拟因素 X9 、X10 、X11 等 11 个因素进行考察，每个 因素 取 高 低 2 个 水 平，低 水 平 即“ － ”，高 水 平 即 “+ ”，高水平约为低水平的 1. 5 倍，以 β-甘露聚糖酶 的酶活力 Y（ U / mL） 为响应值，共进行 12 次实验以确 定每个因素的影响因子。［7］
βi是回归系数，与 xi的影响程度有关。单一因素的影
响由方程（ 2） 计算：
E（ xi） = （ 2∑Mi + － Mi － ） / N
（ 2）
式中： E（ xi ） 是所考察因素的影响水平，Mi + 和
β-甘露聚糖酶（ β-1，4-D-mannan mannohydrolase， EC 3. 2. 1. 78） 是一种能水解均一甘露聚糖、葡甘露 聚糖、半乳甘露聚糖和半乳葡萄甘露聚糖的主链 β1 ，4 -D-甘 露 糖 苷 键 的 半 纤 维 素 酶，主 要 来 自 于 微 生 物［1 － 2］。作为一种新型工业用酶，目前存在着发酵酶 活力偏低的缺陷，导致其生产和应用成本较高，限制 了该酶的广泛应用［3］。
嗜热芽孢杆菌2004产β-甘露聚糖酶产酶条件优化和酶学性质
第 ２ 第 ３期 ５卷 ２０ ０ ６年 ５月
食 品 与 生 物 技 术 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｏ ｄＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｂ ｏｅｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＦ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｉ ｔｃ ｎ ｌ ｇ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ３ １２ ．
Ｍａ ２ ０ ｙ ０６
文 章编 号 ：６ ３１ ８ （０ ６ ０ －０ ５０ １ ７－６ ９ ２ ０ ）３０ ２－４
嗜热 芽孢杆菌 ２ ０ ０ ４产 甘露聚糖酶产酶 条件优 化和酶学性质
马 双 ， 姚 婷 婷 ， 石 阳 ， 王 正 祥 骏 贵
江 １ ０ ６ （ 南 大 工 业 生物技术 教 育部 重点 实验 室， 苏 无锡 ２ ４ ３ ） 江 学
０ ｍａ ｎ ｎ ｓ ｙ Ｂ ｃｌ ｓ ｓ ａ ｏｈ ｒ ｐ ｉ ｓ ｔａ ０ ４ ａ ｎ ｅｔ ａｅ ． ｐｍａ ｎ ｎ ｓ ｆＪ ｎ ａ ａｅ ｂ ａ ｉｌ ｔ ｒｔｅｍｏ ｈ ｌ Ｓ ｒｉ ２ ０ ｗ ｓ ｉｖ ｓｉ ｔｄ － ｎ ａ ａ ｅ 争 ｕ ｅ ｕ ｎ ｇ
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甘露聚糖酶研究进展
β-甘露聚糖酶研究进展时间:2010-09-16 11:53来源: 作者: 点击: 次甘露聚糖是由β-1，4-D-吡喃甘露糖连接而成的线状多聚体，是半纤维素的第二大组分，广泛存在于自然界中，它是多种植物细胞壁的主要组成成分。
甘露聚糖在许多植物性饲料原料中含量很高，如豆粕中半乳甘露聚糖占非淀粉多糖含量的22.7%、小麦为11.9%、菜籽粕为19.6%、麸皮为33.7。
研究表明，甘露聚糖影响动物对营养物质的利用，是一种抗营养因子。
β-甘露聚糖酶是水解以β-1，4-D-吡喃甘露糖为主链的甘露寡糖、甘露多糖(甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖)的内切水解酶，在饲料工业中作为一种绿色饲料添加剂，用于消除β-甘露聚糖的抗营养作用。
本文从β-甘露聚糖酶的来源、提纯方法、酶学性质、作用机理及应用等方面，对β-甘露聚糖酶做一简要介绍。
1 β-甘露聚糖酶的来源β-甘露聚糖酶在自然界中广泛存在，在动物(如海洋软体动物)、发芽植物的种子中(如长角豆、瓜豆、芦笋、番茄、胡萝卜等)和微生物中均有所发现，其中微生物是β-甘露聚糖酶的主要来源。
细菌、真菌和放线菌中均有多种是产β-甘露聚糖酶的常见类群，如细菌中的芽孢杆菌、假单胞菌、弧菌，真菌中的曲霉、木霉、酵母、青霉、多孔菌、核盘菌，放线菌中的链霉菌等。
对于合成β-甘露聚糖酶的微生物研究较多的是枯草芽孢杆菌、曲霉菌、里氏木霉菌及链霉菌等。
目前，应用于工业生产β-甘露聚糖酶的菌种也多为芽孢杆菌、曲霉、酵母等。
微生物来源的β-甘露聚糖酶具有许多优点，如酶活性高、生产成本低、提取方便，具有pH、温度作用范围广以及底物专一性较高等特点。
不论在工业生产还是理论研究中，微生物来源的β-甘露聚糖酶均已得到了广泛应用。
2 β-甘露聚糖酶的分离纯化及酶学性质2.1 分离纯化目前关于动、植物以及微生物中甘露聚糖酶的研究大多集中在对酶的分离、纯化、理化性质、对其降解产物的鉴定以及对应编码基因的克隆表达上。
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目录摘要 0ABSTRACT (1)第一章绪论 (2)1.1β-甘露聚糖酶的研究现状 (2)1.1.1β-甘露聚糖酶的来源 (2)1.1.2β-甘露聚糖酶的性质 (3)1.1.3β-甘露聚糖酶的诱导 (3)1.2β-甘露聚糖酶的纯化 (4)1.2.1 纯化的意义 (4)1.2.2 分离纯化工艺 (5)1.3β-甘露聚糖酶的稳定性及稳定化 (6)1.4β-甘露聚糖酶的应用 (7)1.4.1石油钻采 (7)1.4.2饲料添加剂 (7)1.4.3食品保健 (7)1.4.4造纸工业 (8)1.4.5纺织工业 (8)1.4.6工具酶 (8)1.5研究目的和研究内容 (8)1.5.1研究目的 (8)1.5.2研究内容 (9)第二章枯草芽孢杆菌β-甘露聚糖酶的产生及性质 (9)2.1实验仪器与材料 (9)2.1.1实验仪器与设备 (9)2.1.2试剂 (10)2.1.3菌种 (10)2.1.4培养基 (11)2.2实验方法 (11)2.2.1粗酶液的制备 (11)2.2.2酶活的测定 (11)2.2.3温度对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (13)2.2.4不同浓缩倍数对β-甘露聚糖酶酶活稳定性影响 (13)2.2.5反复冻融对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (13)2.2.6激活剂对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (14)2.2.7防腐剂对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (14)2.2.8金属离子螯合剂对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (14)2.3实验结果与分析 (14)2.3.1温度对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (14)2.3.2不同浓缩倍数对β-甘露聚糖酶酶活稳定性影响 (15)2.3.3反复冻融对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (16)2.3 反复冻融情况下酶的稳定性 (16)2.3.4保护剂对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (16)2.3.5防腐剂对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (17)2.3.6金属离子螯合剂对β-甘露聚糖酶酶活稳定性的影响 (17)结论 (18)展望 (18)参考文献 (19)致谢 (21)摘要β一甘露聚糖酶是一种重要的半纤维素酶，应用广泛，多采用微生物发酵制备。
本文首先利用芽孢杆菌对发酵培养基进行培养，并通过分离纯化制得高纯酶进行运用。
对酶的稳定性进行研究，通过添加稳定化试剂，储存于不同的温度，将酶浓缩成不同的倍数，以及反复冻融来研究酶的稳定性。
主要工作如下: 对芽孢杆菌发酵产生的酶液进行稳定性检测试验，确定了芽孢杆菌产甘露聚糖酶的在各种不同的条件下酶活的稳定性情况;优化了酶液在储存过程中的可能遇到的各种情况，大大降低了运输和储存成本，有利于产品的后续精制以及使用。
β一甘露聚糖酶粗酶液经盐析、超滤、离子交换层析、凝胶层析及超速离心即可制得纯酶液。
利用酶活随温度和反复冻融、不同浓缩倍数以及各种添加剂的变化而变化的规律，初步探讨了各种外界因素对酶活力的影响。
考察了七种添加剂(葡萄糖、海藻酸钠、山梨酸钾、苯甲酸钠、明胶、EDTA、乙醇)在不同浓度下对制备的β一甘露聚糖酶稳定性的影响，结果表明:添加葡萄糖可大幅提高酶的热稳定性，4℃时甘露聚糖酶的稳定性较高。
确定了浓缩酶的稳定性，以及反复冻融对芽孢杆菌产甘露聚糖酶的稳定性的影响。
关键词：芽孢杆菌甘露聚糖酶浓缩温度反复冻融添加剂稳定性ABSTRACTβ-mannanase is an important hemicellulase, widely used, the use of microbial fermentation preparation. The first use of Bacillus culture fermentation medium, and separation and purification system, high purity enzyme use.To study the stability of the enzyme by adding stable reagent, stored at different temperatures, the enzyme is concentrated into a different multiples, as well as repeated freezing and thawing to study the stability of the enzyme. The main work is as follows:Enzyme produced by Bacillus stability testing to determine the stability of the situation Bacillus mannanase activity in a variety of conditions; to optimize the enzyme during storage may encountervarious situations, which greatly reduces the cost of transportation and storage, follow-up of refined products and the use of.β-mannanase crude enzyme solution by salting out, ultrafiltration, ion exchange chromatography, gel filtration chromatography and ultracentrifugation can be obtained pure enzyme solution.Activity varies with the temperature and repeated freezing and thawing, different concentration factor, and a variety of additives changes the law, and discussed a variety of external factors on the enzyme activity.The seven additives (glucose, sodium alginate, potassium sorbate, sodium benzoate, gelatin, EDTA, ethanol) at different concentrations on the preparation of β-mannanase stability, results show that: the addition of glucose significantlyimprove the thermal stability of the enzyme, man nanase stability at 4 ° C higher.Determine the stability of the enzyme concentrate, and the repeated freezing and thawing of Bacillus mannanase stability.Key words：Bacillus; mannanase; enrichment; temperature; freezing and thawing ; additive; stability第一章绪论1.1β-甘露聚糖酶的研究现状1.1.1β-甘露聚糖酶的来源β-甘露聚糖酶在自然界中来源广泛，其中包括动物、植物、和微生物。
在如翡翠贻贝(Perm viridis )[1]及亮大蜗牛[2](Helix lucorum)甲壳纲动物圆口螺和爬行动物蛇等的低等软体动物的肠道分泌液中，在植物如芝麻、葛芭的种子、豆类植物(长角豆、瓜尔豆等)发芽的种子及天南星科植物魔芋萌发的球茎中，以及多数微生物中都能提取到β-甘露聚糖酶。
其中，微生物是β-甘露聚糖酶的最重要来源，已报道的如细菌中的芽抱杆菌、假单胞菌和弧菌，真菌中的曲霉、青霉、核盘菌及多孔菌等都是产β-甘露聚糖酶的常见类群。
甘露聚糖是广泛存在于植物多糖中的一种半纤维素，很多微生物包括细菌、真菌和放线菌等都能分泌β-甘露聚糖酶进行分解甘露聚糖作为自己的碳源或能源物质。
如细菌中的芽袍杆菌[3](Bacillus sp.)假单胞菌(Pseudomonas sp.) 、弧菌(Tlibrio sp.)单胞菌(Aeromonas sp.)等;放线菌中的链霉菌treptomyces sp.);酵母(Yeast);以及真菌中的曲霉(Aspergillus sp. )根霉(Rhizopus sp. )木霉(Trichoderma sp.)等均可分泌β-甘露聚糖。
值得一提的是，一些极端环境下的微生物，如嗜碱芽袍杆菌[4](Calkalophilic Bacillus sp.) 嗜热菌(Rhodothermus marinus),那不勒斯栖热胞菌[5](Thermotoga neapolitana )及嗜热真菌[6](Thermomyces lanuginosus)等也可产生β-甘露聚糖酶，并且以其特有的酶学性质(如耐热性)拓宽了β-甘露聚糖酶的应用领域。
真菌来源的β-甘露聚糖酶的作用范围偏酸，一般pH值在4.0～5.5之间，最适反应温度一般在55℃～75℃。
如1990年Johnson KG[7]研究的里氏木霉，最适pH为5.5，最适反应温度为65℃;李江华等研究的黑曲霉，最适pH为5.5,最适反应温度为35℃。
细菌和放线菌来源的最适pH却常为中性或者偏碱性，最适反应温度为45℃～70℃。
细菌中，研究最多的是芽袍杆菌，除1991年马延和和田新玉报道了嗜碱芽袍杆菌产碱性β-甘露聚糖酶外，最适反应pH值多为5.5～7.0。
马建华等研究的枯草芽袍杆菌最佳反应pH值为6.4，最适反应温度为50℃。
1995年，南开大学杨文博[8]等人从土样中分离筛选出一株产中性β-甘露聚糖酶的地衣芽袍杆菌，经紫外线诱变处理后，获得一株酶活高产菌株(NK-27），并考察了不同碳源及培养条件对摇瓶发酵产酶的影响，得出地衣芽袍杆菌(NK-27)的β-甘露聚糖酶为诱导酶，葡萄糖、半乳糖不利于产酶，魔芋粉、角豆胶为最佳碳源，有机氮源豆饼粉优于其它氮源，酵母膏对产酶有促进作用，通气量大对产酶有利等结论。
微生物来源的β-甘露聚糖酶具有活力高、成本低、来源稳定、提取方便等明显优点，己在实际生产和基础研究中得到广泛应用。