产原果胶酶菌株的筛选及其产酶条件优化
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Screening of strain producing protopectinase and optimizing the fermentation conditions
TIAN Ya-hong
(College of Life Science, Hebei United University, Tangshan 063000)
从土样中分离得到4株对底物有作用活性的 产酶菌株,各菌株的产酶情况如图1所示。编号为 WJ-2的原果胶酶活性明显高于其他菌株,所以选 用此菌株作为原果胶酶的实验菌株。观察菌落特 征,如图2所示。
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鲜甘薯渣为实验室提取淀粉和甘薯蛋白后剩 余残渣,于60 ℃烘干,备用。 豆粕粉:市售;原果胶:六偏磷酸钠洗涤法 制备[2];其他化学试剂均为分析纯。 1.2 主要仪器 台式电热干燥箱、电子天平:天津泰斯特仪 器有限公司;YXJ-1离心机:江苏市金坛中大仪 器厂;TDA-8002电热恒温水浴锅:余姚市东方电 工仪器厂。 1.3 培养基 菌种筛选培养基:察氏培养基;产酶培养 基:豆粕粉1 g,K2HPO4 3.8 g,KH2PO4 0.2 g,水 100 mL,pH5.0~6.0,160 r/min。 1.4 菌种的分离及筛选 1.4.1 菌种来源 自唐山市水果批发市场一长期倾 倒腐烂水果的土壤中分离纯化得到。 1.4.2 菌种的分离及筛选 经稀释分离法筛选出 单菌株,进一步分离纯化后,接种发酵后测其原 果胶酶酶活。选取高酶活性的菌株接至察氏平板 内,观察菌落特征。 1.5 1 方法 粗酶液制备 将发酵液于常温下4000 r/
收稿日期:2011-10-19 基金项目:河北省唐山市科技局项目(10120201c)。 作者简介:田亚红(1979—),女,河北无极人,硕士,讲师,主要从事发酵工艺优化的研究工作。
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生物工程
1 1.1 材料与方法 原材料
食品科技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 年 第 卷 第 期
原果胶酶(Protopectinase)是可以催化原果胶水 解的一类酶。微生物原果胶酶是一种具有潜在应 用前景的工业酶类,可应用于果胶生产、果蔬组 织细胞的分离、植物原生质体的制备以及棉织品 的生化精炼工业中[1]。 1978年日本学者Sakai等从酵母中发现了产生 具有释放高度聚合果胶能力的原果胶酶的菌株[2], 开创了人类利用微生物生产原果胶酶的新纪元。
Abstact: One strain WJ-2 from soil with high protopectinase yield was screened and initially identified as Aspergillus (Aspergillus sp). The conditions for protopectinase production of the strain were studied and optimized at different initial pH value, temperature, culture time, inoculation amount. By single factor and orthogonal experiment, the optimum fermentation conditions of strain were as follows: the initial pH5.0, temperature of 35 ℃, culture time 48 h, inoculation amount 10%. Under optimal conditions, protopectinase activity was up to 4545.235 U/mL. Key words: protopectinase; screen; optimization of the fermented conditon
国内学者对植物中原果胶酶进行了大量的研究, 而对微生物原果胶酶报道甚少。目前国内学者陆 兆新等人先后报道了从细菌 [3]、酵母 [4]、霉菌 [5]中 均筛选到产原果胶酶菌株并对其酶学特性进行了 研究。 本实验通过筛选出高活性的原果胶酶的产酶 菌株,并对其产酶条件进行优化,为微生物原果 胶酶的进一步深入研究及应用提供依据。
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min、10 min离心后取上清液作为粗酶液,用于酶 活测定。 1.5.2 原果胶酶酶活力的测定 硫酸咔唑法[2]。规 定在pH5.0、温度37 ℃的条件下,每1 h催化原果 胶生成相当与1 μmol半乳糖醛酸的酶量为1 U。 1.6 正交实验 选取产酶活力最高的1株菌WJ-2用作发酵出 发菌株,分别作pH、温度、时间和接种量的选择 实验。在单因素实验基础之上,进行L9(34)正交实 验,因素及水平见表1。
8+ 8+ 㣸ᵖ 图1 不同菌株产酶情况
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图2 WJ-2的菌落形态
由图2可知,菌落形态较大,质地疏松,无光 泽,丝绒状,菌落颜色最初为白色,继续培养颜 色转为淡绿色。镜检发现该菌的孢子囊具有曲霉 属菌株的特征,因此通过形态观察初步鉴定为曲 霉属(Aspergillus sp)。 2.2 标准曲线的绘制 半乳糖醛酸的标准曲线如图3所示。当半乳糖 醛酸的浓度为0~80 μg/mL时,标准曲线的回归方 程为:Y=0.00603X+0.01442(R2=0.99612)。
食品科技
年 第 卷 第 期 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
生物工程
产原果胶酶菌株的筛选及其产酶 条件优化
田亚红 (河北联合大学生命科学学院,唐山 063000)
摘要:从土壤中筛选得到1株高产原果胶酶的菌株WJ-2,经初步鉴定为曲霉属(Aspergillus sp)。 研究了菌种在不同初始pH值、温度、培养时间、接种量下的产酶情况并进行了产酶条件优化。 通过单因素实验和正交实验确定了该菌株液体产酶的最佳条件:初始pH5.0、温度35 ℃、培养 时间48 h、接种量为10%,优化条件下的原果胶酶活力可达4545.235 U/mL。 关键词:原果胶酶;筛选;发酵优化 中图分类号:TS 201.3 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2012)06-0011-03