酶法降解阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖

摘要

本文对从杭州、石家庄、黄岛等地采集的土样进行大规模筛选，筛选到一株产阿拉伯胶降解酶酶活力较高的菌株，对其进一步分离纯化后得到ZHB-306菌株，酶活达到25.78U/mL，产酶发酵性能稳定。该菌株在平板培养基上培养2～3 d可以形成菌落，菌落呈絮状突起，菌丝白色质密，菌落粉白色，浅粉色至肉色，略带有紫色，孢子浅褐色至黑色。从形态学分类来看，该菌株与镰刀菌（Fusarium）非常相似，其种有待于分子生物学方法进一步鉴定。
　　 通过二次紫外诱变，酶活提高了185％。稳定性试验证明此菌株产酶能力稳定，故以此突变株为菌种，进行进一步的研究。
　　 通过单因素实验和正交试验，确定了其最佳的产酶培养基组成和发酵条件。最佳培养基组成如下：阿拉伯胶2.5％，玉米粉0.4％，硫酸铵0.9％，K2HPO40.15％，MgSO4·7H2O0.05％，KCl0.05％，FeSO4·7H2O0.001％，H3BO30.001％，pH6；培养条件为：接种量为9％，装液量为30 mL/250 mL，摇床转速为200 r/min，培养温度为30℃，产酶发酵时间为48 h。经培养基组成及培养条件优化后测得的酶活力达到231.58 U/mL，比优化前提高了368％。发酵工艺条件的研究结果为阿拉伯胶降解酶的深入研究、产业化生产及L-阿拉伯糖的开发应用奠定了基础。
　　 通过一系列实验，建立了HPLC-ELSD检测L-阿拉伯糖的方法，其条件为：采用Hypersil NH2（4.6 mm×250 nm，5μm）色谱柱，以乙腈-水（80:20）为流动相，流速1 mL/min；蒸发光散射检测器检测参数为：漂移管温度100℃，氮气流速为2.5 L/min。液相谱图显示L-阿拉伯糖与其他糖分的分离效果良好；L-阿拉伯糖的线性回归方程的相关系数为0.9993，线性范围为0.1025～1.025mg/mL；重复性实验RSD为2.03％；回收率为98.7％。
　　 通过单因素实验，确定最佳酶解阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖的工艺为：最适的酶解时间为90min，最适温度为50℃，转速为0 r/min，最适底物pH4.0，0.3％阿拉伯胶溶液为最适底物浓度。该酶对阿拉伯胶底物具有很好的专一性。采用最佳条件酶解后，以HPLC-ELSD方法测定溶液中L-阿拉伯糖的浓度为530.6 mg/L，并由此计算得L-阿拉伯糖得率为59.8％。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 L-阿拉伯糖简介

1.1.1 L-阿拉伯糖的理化性质

1.1.2 L-阿拉伯糖的制备

1.1.3 L-阿拉伯糖的纯化

1.1.4 L-阿拉伯糖的功能

1.1.5 L-阿拉伯糖的主要应用领域

1.2 阿拉伯胶

1.2.1 阿拉伯胶的简介

1.2.2 阿拉伯胶的结构

1.2.3 阿拉伯胶的性质

1.2.4 阿拉伯胶的应用

1.3 降解阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖

1.4 本论文研究的目的、意义及主要研究内容

第二章 产阿拉伯胶酶菌株的分离和筛选

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 实验材料

2.2.2 实验方法

2.3 结果与分析

2.3.1 产阿拉伯胶降解酶菌株的富集、分离与筛选

2.3.2 菌种纯化

2.3.3 菌种鉴定

2.4 小结

第三章 产阿拉伯胶降解酶菌株的诱变与选育

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验方法

3.3 结果与分析

3.3.1 紫外诱变

3.3.2 突变菌株传代稳定性试验

3.4 小结

第四章 产阿拉伯胶降解酶菌株BYB-2091505F产酶发酵工艺的研究

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 实验材料

4.2.2 实验方法

4.3 结果与分析

4.3.1 种子液生长曲线的测定

4.3.2 阿拉伯胶浓度对产酶的影响

4.3.3 复合碳源对产酶的影响

4.3.4 不同氮源对产酶的影响

4.3.5 氮源浓度对产酶的影响

4.3.6 微量元素对产酶的影响

4.3.7 磷酸盐浓度对产酶的影响

4.3.8 培养基正交试验

4.3.9 发酵起始pH值对产酶的影响

4.3.10 接种量对产酶的影响

4.3.11 摇瓶装液量对产酶的影响

4.3.12 摇床转速对产酶的影响

4.3.13 培养温度对产酶的影响

4.3.14 产酶发酵过程曲线

4.4 小结

第五章 L-阿拉伯糖分析检测方法的建立

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.2.1 实验材料

5.2.2 实验方法

5.3 结果与分析

5.3.1 检测器漂移管温度

5.3.2 氮气流量

5.3.3 流动相比例

5.3.4 L-阿拉伯糖含量的计算

5.3.5 标准品的检测

5.3.6 精密度实验

5.3.7 重复性实验

5.3.8 加样回收率实验

5.3.9 酶解样品检测

5.4 小结

第六章 酶解阿拉伯胶制备阿拉伯糖条件的研究

6.1 引言

6.2 材料与方法

6.2.1 实验材料

6.2.2 实验方法

6.3 结果与分析

6.3.1 酶解最适时间的确定

6.3.2 酶解最适温度的确定

6.3.3 酶解最佳摇瓶转速的确定

6.3.4 酶解底物最适pH的确定

6.3.5 酶解最适底物浓度的确定

6.3.6 酶解底物专一性研究

6.4 小结

结论与展望

1.结论

2.展望

参考文献

致谢

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文