利用β-環(huán)糊精發(fā)酵廢液生產(chǎn)糖化酶的研究.pdf

1、在β-環(huán)糊精的生產(chǎn)過程中，淀粉漿利用率僅為40％左右，大部分的糖類進(jìn)入到廢液中，廢液中總還原糖含量高達(dá)14.3%，直接排放會(huì)造成環(huán)境污染和資源的極大浪費(fèi)。糖化酶的生產(chǎn)需要碳源含量高達(dá)30%，因此可以利用廢液代替淀粉生產(chǎn)糖化酶，變廢為寶。β-環(huán)糊精發(fā)酵廢液的主要成分及含量為：還原糖為4.3%，酸解總糖為14.3%，酶解總糖為13.1%，可溶性固形物14.3%，焦糖色率約為650，環(huán)己烷的體積分?jǐn)?shù)為0.15%。廢液中基本不含有害物質(zhì)，可以作

2、為無(wú)孢子黑曲霉的原料。
　　本研究所采用的黑曲霉HJ201不產(chǎn)孢子，更有利于生產(chǎn)糖化酶。該菌種的菌落、菌絲形態(tài)與普通的黑曲霉差距很大。菌落的特征為白色菌落，中部凹陷，四周凸起，菌落表面粗糙；菌絲特征為短而粗。廢液對(duì)菌種特性的影響。觀察在不同濃度的廢液中，菌落形態(tài)和菌絲形態(tài)，以及產(chǎn)糖化酶活力的情況。結(jié)果表明：菌種在廢液平板培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好，形態(tài)正常；廢液搖瓶中菌絲形態(tài)與對(duì)照中的菌絲基本無(wú)區(qū)別；不同濃度的廢液搖瓶的酶活力均高于淀粉對(duì)照

3、組，廢液含量為84%的搖瓶，糖化酶活力最高，為8538U·mL-1，比對(duì)照結(jié)果高1438 U·mL-1。建立一系列的廢液濃度梯度，在培養(yǎng)基中廢液依次替代21%、42%、63%的淀粉，直至全部代替淀粉，并濃縮制得1.5倍、2倍濃度的廢液培養(yǎng)基。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所有的廢液培養(yǎng)產(chǎn)糖化酶活力均高于淀粉培養(yǎng)基對(duì)照組。全廢液培養(yǎng)基產(chǎn)酶活力最高，經(jīng)四級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)后測(cè)定的酶活力高達(dá)9453 U·mL-1。在工廠進(jìn)行中試試驗(yàn)，二級(jí)種子罐發(fā)酵94.5 h產(chǎn)糖化

4、酶活力可達(dá)到11666 U·mL-1，驗(yàn)證了試驗(yàn)室的結(jié)果，為工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。篩選出三個(gè)影響產(chǎn)酶的重要因素，用SAS軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析，結(jié)果表明，產(chǎn)糖化酶的最適培養(yǎng)條件為：溫度34.7℃、pH4.8、搖瓶轉(zhuǎn)速225 rpm。在利用β-環(huán)糊精生產(chǎn)廢液生產(chǎn)糖化酶的研究中，發(fā)現(xiàn)使用廢液產(chǎn)酶活力高于淀粉，通過測(cè)定菌體-高純水懸浮液的電導(dǎo)率以及在260 nm和280 nm處吸光度的變化情況，發(fā)現(xiàn)環(huán)己烷可以改變菌體細(xì)胞膜的通透性，從而有利于糖