海洋扩展青霉果胶酶的发酵优化、纯化和酶学性质研究

摘要

果胶酶(Pectinase)是指一类能够降解果胶质的酶的总称，包括聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶酯酶（PE）、果胶裂解酶（PL）等[1-2]。果胶酶广泛应用于果汁的澄清、木材的防腐、麻类的脱胶、棉织物的精练、天然药物活性成分的提取、饲料的加工、茶叶的发酵、环境保护等领域[3-7]。本文从实验室保藏的一株来自海洋的菌株出发，该菌株为扩展青霉(Penicillium expansum)，对这株扩展青霉所产果胶酶进行了研究。
　　本试验为了提高海洋扩展青霉所产果胶酶的产量，通过单因素和正交试验对海洋扩展青霉所产的PG、PE、PL分别进行固态发酵优化，得到PG的最优固态发酵培养基为：麸皮7 g，果胶粉0.42 g，氯化铵0.28 g，人工海水8.4 mL；这株扩展青霉生产PG的最佳的培养条件为：3 mL(107个/mL)的接种量，培养温度最佳为28℃，培养基置于250 mL三角瓶中，将扩展青霉培养72 h，酶活力达到6639.79 U/g，为原来的酶活1239.80 U/g的5.36倍；PE的最优固态发酵培养基为：麸皮7 g，可溶性淀粉+果胶粉0.14 g，硝酸铵0.28 g，人工海水10.5 mL；这株扩展青霉产 PE的培养条件最佳为：3 mL(107个/mL)的接种量，28℃是最佳的培养温度，培养基装在250 mL三角瓶中，将这株扩展青霉培养72 h。此优化条件下酶活力为178.25 U/g，为优化前40.12 U/g的4.44倍；PL的最优固态发酵培养基为：麸皮7 g，果胶粉0.42 g，尿素0.35 g，人工海水10.5 mL；最优培养条件为：接种量3 mL(107个/mL)，培养温度32℃，250 mL三角瓶中培养72 h。此优化条件下得到酶活力为5.12 U/g，为优化前0.86 U/g的5.95倍。
　　并利用最优发酵条件对PG的产酶历程进行了研究，结果表明PG为同步合成型酶，探索了酶纯化条件。
　　按照所得到的PG的最优固态发酵条件对海洋扩展青霉进行培养，用缓冲液浸提酶曲，经10000 r/min离心后，再利用超滤技术、DEAE Sephadex A-50离子交换层析技术、Sephadex G-100凝胶过滤层析技术对PG进行分离纯化，最后得到的纯化倍数为24.13，回收率为36.32％，经SDS-PAGE电泳显示为一条单一的条带，且PG亚基的分子质量约为63.96 kDa。
　　研究纯化后的 PG，主要是 PG的酶学性质，这个研究的结果是：这株扩展青霉产生的PG的最适反应温度是50℃，PG在30℃条件下稳定，40℃条件下较稳定；pH5.4是这个PG的最适反应pH，PG在pH4.6-6.2的范围内比较稳定；对PG活力促进作用大小顺序Mg2+>Ca2+>Na+>Sr2+>Co2+>K+，Mn2+对PG活力无影响，对果胶酶活力抑制作用大小Cu2+>Zn2+>Fe2+。Mg2+、Ca2+对PG活力有很强激活作用，Cu2+有很强抑制作用，Mn2+几乎不影响PG活力；以果胶粉为底物的Vmax为393.56μg/(min?mL)，Km为3.34 mg/mL。

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文献综述

1 果胶

2 果胶酶

1 引言

1.1 研究价值和意义

1.2 本研究拟解决的问题

2. 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 方法

3 结果与分析

3.1 海洋扩展青霉所产PG的耐盐性

3.2 海洋扩展青霉产PG的固态发酵优化

3.3 海洋扩展青霉产PE的固态发酵优化

3.4 海洋扩展青霉产PL的固态发酵优化

3.5海洋扩展青霉所产PG的纯化

3.6 PG的酶学性质

4 讨论

4.1 扩展青霉产果胶酶不同组分的发酵优化

4.2 扩展青霉产PG的分离纯化

4.3 扩展青霉所产PG 的酶学性质

5结论与展望

5.1 扩展青霉产果胶酶不同组分的固态发酵优化

5.2 PG的合成类型

5.3 PG的分离纯化

5.4 扩展青霉产PG的酶学性质

5.5 展望

参考文献

致谢

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