甘露聚糖酶的发酵生产及其在苎麻脱胶中的应用

摘要

苎麻是一种具有卓越品质的植物纺织纤维原料。当前，苎麻酶法脱胶是纺织工业上的研究热点，它是直接利用微生物发酵后期产生的胞外酶或酶制剂降解苎麻的胶质，使得苎麻纤维释放出来。相比传统化学脱胶，苎麻酶法脱胶可提高精干麻的质量、大幅度降低环境污染，经济效益和环境效益显著，有极大的发展前景。本课题研究包括两个部分的内容：
　　 第一部分试验对本实验室保藏的甘露聚糖酶毕赤酵母基因工程菌的酶学性质和发酵条件进行了研究。结果表明，重组酶的最适pH为5.5，最适反应温度为50℃，但酶的耐热性不强，在60℃时保温10 min后残存70％的活性，温度超过80℃则酶活基本丧失。采用50 L发酵罐进行发酵，甲醇诱导96 h后重组甘露聚糖酶酶活可以达到4204 U/mL，为其工业化规模生产提供了依据，为苎麻的酶法生物脱胶提供了基础。
　　 第二部分试验对木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶三酶联合苎麻脱胶的最佳工艺条件进行了研究。其中包括浴比，水浴时间，水浴时的温度，预处理方式，木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶三酶的各自反应的最适浓度和pH值。最后优化的工艺条件为：将苎麻通过0.001 mol/L的HC1煮沸30 min的预处理后，再放到三酶复合酶液中浸泡，脱胶条件为pH5.0，温度50℃，浴比1：36，时间12 h。其中酶液木聚糖酶的酶活为800 U/mL，果胶酶的酶活为600 U/mL，甘露聚糖酶的酶活为800U/mlL，经脱胶后残胶率为7.38％，这与纺织的标准还有一定的距离，还要一些辅助的手段才能使之达到要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.前言

1.1苎麻简介

1.2苎麻胶质成分与脱胶关系

1.2.1半纤维素

1.3胶质的去除方法

1.3.1化学法

1.3.2生物法

1.4 β-甘露聚糖酶

1.4.1 β-甘露聚糖酶的作用方式

1.4.2 β-甘露聚糖酶结构分析

1.4.3 β-甘露聚糖酶的微生物生产

1.4.4 β-甘露聚糖酶活力测定

1.4.5酶的分离纯化

1.5本课题研究的目的与意义

2.材料与方法

2.1实验材料

2.1.1实验菌株

2.1.2培养基

2.1.3溶液与试剂

2.1.4发酵罐培养基原料

2.1.5酶制剂

2.1.6苎麻

2.1.7仪器与设备

2.2实验方法

2.2.1甘露聚糖酶发酵、特性研究

2.2.2苎麻酶脱胶研究

3结果与分析

3.1甘露聚糖酶的发酵与酶学性质研究

3.1.1甘露糖标准曲线制作

3.1.2甘露聚糖酶摇瓶培养实验

3.1.3甘露聚糖酶特性研究

3.2苎麻酶脱胶研究

3.2.1预处理对脱胶的影响

3.2.2浴比对脱胶的影响

3.2.3果胶酶最适浓度的探讨

3.2.4木聚糖酶最适浓度的探讨

3.2.5木聚糖酶和果胶酶联合脱胶

3.2.6甘露聚糖酶最适浓度的探讨

3.2.7木聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶联合脱胶

3.2.8不同温度下三酶联合脱胶

3.2.9不同pH下三酶联合脱胶

3.2.10不同反应时间的三酶联合脱胶比较

3.2.11苎麻的酶法脱胶最佳小试工艺

4.小结与讨论

4.1甘露聚糖酶基因工程菌液体发酵

4.2苎麻酶法脱胶

4.3展望

4.3.1关于果胶酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶三酶联合脱胶

4.3.2关于发酵罐发酵中甘油和甲醇的流加

4.3.3关于甘露聚糖酶的应用

参考文献

致谢