南极交替单胞菌R11-5产卡拉胶酶的发酵条件优化

摘要

[背景]极地寒冷环境中发现了大量具有潜在应用前景的冷适应酶,同时也存在种类繁多的海藻多糖降解菌,因此极端环境微生物是筛选获得新颖、高效多糖降解酶的重要新源泉.由于筛选培养基通常并非野生菌发酵产酶的最优条件,为了使野生菌的产酶效率达到最高,需要对其培养条件进行优化,从而为其深入研究及开发利用提供依据.[目的]对一株产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,并采用响应面法对该菌的发酵产酶条件进行优化.[方法]通过16S rRNA基因对产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,采用响应面法优化南极菌株产酶发酵条件.[结果]该南极菌属于交替单胞菌属(Alteromonas),命名为交替单胞菌R11-5.发酵条件优化结果显示,7个环境因子影响交替单胞菌R11-5的产酶量.利用Design-Expert软件中的Plackett-Burman设计实验,筛选出影响交替单胞菌R11-5产酶量的4个主要因素分别为培养温度、牛肉膏浓度、卡拉胶浓度和Ca2+浓度.通过Box-Behnken设计和响应面分析得到交替单胞菌R11-5最佳产酶发酵条件为:温度15.0℃,牛肉膏浓度11.0 g/L,卡拉胶浓度3.0 g/L,Ca2+浓度5.0 mmol/L.优化后发酵上清液酶产量达到87.193 U/mL,与优化前相比提高了1.8倍.[结论]响应面法提高了南极交替单胞菌R11-5卡拉胶酶的产量,为其开发应用提供了科学依据.