碱性果胶酶的发酵生产及其在纺织前处理中的应用研究

摘要

本文采用枯草芽孢杆菌BacillussubtilisWHS03-06生产碱性果胶酶，并对发酵产酶条件进行了优化研究。单因素和响应面优化法确定其最适产酶培养基组分为（g·L-1）：玉米淀粉15，蛋白胨10，酵母膏5，KH2PO46，K2HPO4·3H2O12，CaCO34.8521，MgSO4·7H2O2，果胶6.1326，吐温-602.9557。最适培养条件为：培养基初始pH7.5，培养温度37℃，接种量10％，摇瓶装量为250ml的三角瓶中装25ml培养基。在最适条件下培养18h后酶活可达最大为57.33U／mL，比单因素优化后提高了17.2％。 采用硫酸铵盐析、透析的方法对发酵液进行了初步分离纯化。确定了硫酸铵分级沉淀先采用60％的饱和度去除杂蛋白，再采用90％的饱和度最大限度的收集碱性果胶酶。粗酶液经初步纯化后，比酶活提高1.9倍，酶活回收率达87.8％。对该酶进行部分酶学性质的研究表明：酶的最适反应温度为50～60℃。在此范围内具有较好的热稳定性。酶反应的最适pH为9.4，在pH9.0-10.0范围内具有较好的稳定性。该酶的最适作用底物为聚半乳糖醛酸。Cu2+、Fe2+、Zn2+、Ba2+对酶有一定的抑制作用，Mg2+、Ca2+对酶有一定的激活作用，而Na+对酶几乎没有影响。 确定了酶精练工艺的最佳条件：沸水预处理30min后，在pH9.4、温度为50℃、酶用量1.0g·L-1、浴比为1：20、精练助剂TX-10添加量为0.25g·L-1、转速100r·min-1条件下处理90min，精练效果最好。对比碱精练工艺，棉织物的性能分别为：棉织物上的果胶去除率分别为60％和99％，织物的减重率分别为2.7％和4.51％，润湿性分别为4.2s和3.0s，织物强力分别为28.93cm和26.22cm，精练后废液的pH分别为9.0和12.7。酶法精练后的织物具有较好的润湿性，棉纤维损伤小，手感较好，废水具有较高的可生化性。

目录

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第一章绪论

1.1前言

1.2果胶酶概述

1.2.1果胶质的组成

1.2.2果胶质的分类

1.2.3果胶酶及其分类

1.2.4果胶酶的作用机理

1.2.5果胶酶活力的测定方法

1.2.6果胶酶的应用研究

1.3果胶酶研究进展

1.3.1微生物发酵生产果胶酶

1.3.2果胶酶的分离纯化方法

1.3.3碱性果胶酶在棉织物精练中的应用

1.4本课题研究背景和意义

1.5本课题的研究内容

第二章碱性果胶酶摇瓶培养条件的优化

2.1前言

2.2材料及方法

2.3结果与讨论

2.3.1发酵培养基的优化

2.3.2发酵条件的优化

2.3.3响应面优化法优化产酶培养基

2.3.4摇瓶发酵过程曲线

2.4本章小结

第三章碱性果胶酶酶学性质的初步研究

3.1前言

3.2材料及方法

3.3结果与讨论

3.3.1硫酸铵分级沉淀分离纯化碱性果胶酶

3.3.2碱性果胶酶纯化结果

3.3.3碱性果胶酶酶学性质的初步研究

3.4本章小结

第四章碱性果胶酶在纺织预处理中的精练应用

4.1前言

4.2材料及方法

4.3结果与讨论

4.3.1碱性果胶酶精练工艺的优化

4.3.2碱性果胶酶精练与碱精练的对比

4.4本章小结

第五章总结与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文