纖維素酶發(fā)酵、分離及酶學(xué)特性研究.pdf

1、纖維素酶是一類能水解纖維素成簡單糖的復(fù)合酶,它主要包括葡聚糖內(nèi)切酶(EG)、葡聚糖外切酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(BG)。纖維素酶廣泛應(yīng)用于食品、飼料、輕工和生物能源產(chǎn)業(yè)中。發(fā)酵生產(chǎn)酶系全、酶活高的纖維素酶,且控制纖維素酶的生產(chǎn)成本一直是相關(guān)研究者的目標(biāo)之一。本論文主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:
　　(1)三菌混合固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶條件優(yōu)化。以稻草粉和麩皮為主要原料,對白腐菌(White-rot fungi)NS75、黑曲霉(Aspe

2、rgillus niger)NS83和絮凝酵母(Saccharomyces cerevisiae)SP5混合菌固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在白腐菌和黑曲霉雙菌混合培養(yǎng)2天后接入絮凝酵母,培養(yǎng)到第7天產(chǎn)酶達(dá)到峰值;三菌混合發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶酶活明顯高于白腐菌和黑曲霉雙菌混合發(fā)酵,其β-葡萄糖苷酶(β-G)和羧甲基纖維素酶(CMCase)酶活比白腐菌(White-rot fungi)NS75和黑曲霉(Aspergillus nig

3、er)NS83雙菌發(fā)酵酶活分別提高了143.3％和68.2%。單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)?shù)静莘埯熎べ|(zhì)量比為8:2,料水比為1:2,白腐菌 NS75、黑曲霉 NS83和絮凝酵母 SP5的接種比例為1:2:1.5(v/v/v)時,于30℃培養(yǎng)7d,固態(tài)發(fā)酵基中β-G和CMCase酶活分別達(dá)到62305U/g和30241U/g。
　　(2)纖維素酶浸提條件優(yōu)化。以CMCase酶活為指標(biāo),采用單因素實(shí)驗(yàn)分析和Box-Behnken響

4、應(yīng)面分析法對纖維素酶浸提條件進(jìn)行優(yōu)化研究,并利用RSM法確立了纖維素酶最佳浸提條件:每克纖維素酶固體發(fā)酵物用檸檬酸緩沖液10.42mL,檸檬酸緩沖液 pH值5.22,浸提時間2.00h。在該條件下浸提纖維素酶,其 CMCase酶活由原先的30241U/g提高到30782U/g,提高了1.79%。該結(jié)果與預(yù)測值相比,相對誤差為0.12%,說明此響應(yīng)值的實(shí)驗(yàn)值與回歸方程的預(yù)測值吻合良好。
　　(3)纖維素酶固態(tài)粉劑研制。浸提優(yōu)化提取粗

5、酶液,通過中空纖維超濾膜超濾濃縮,將超濾濃縮的酶液用發(fā)酵固體培養(yǎng)基吸附干燥,制取固體酶制劑。合適固態(tài)粉劑制劑條件為:濃縮酶液酶活為12635U/mL,與吸附劑比為3:1(v/w),30℃下干燥,累積吸附干燥重復(fù)3次,制得酶活為127835U/g固態(tài)酶制劑,相對于原粗酶發(fā)酵固體培養(yǎng)基(30765U/g)提高了4.16倍。
　　(4)酶學(xué)特性研究。對混合發(fā)酵所產(chǎn)的纖維素酶催化水解反應(yīng)的最適溫度、pH值,以及葡萄糖、纖維二糖、木糖、甘油