芽孢桿菌M-21β-甘露聚糖酶的產(chǎn)生、純化與性質(zhì)研究.pdf

1、β-甘露聚糖酶是一類能夠水解甘露聚糖、葡甘露聚糖、半乳甘露聚糖的生物活性酶。在食品、醫(yī)藥、飼料、造紙、石油等方面已得到廣泛應(yīng)用；近年來(lái)，它在降解植物膠生產(chǎn)功能性甘露低聚糖以及作為食品和飼料添加劑等方面倍受關(guān)注。 本研究從土壤中分離、選育出β-甘露聚糖酶產(chǎn)生菌株，對(duì)其進(jìn)行初步鑒定，考查了不同因素對(duì)菌株發(fā)酵產(chǎn)酶的影響，對(duì)酶進(jìn)行了分離純化與性質(zhì)研究，并用此酶降解制備甘露低聚糖，對(duì)甘露低聚糖進(jìn)行了分離純化和結(jié)構(gòu)分析鑒定。主要研究成果如下

2、： (1)通過(guò)富集培養(yǎng)、分離純化、選擇性平板分離、平板水解圈初篩和搖瓶復(fù)篩，從土壤中篩選出一株具較高產(chǎn)β-甘露聚糖酶能力的菌株(編號(hào)為M-21)，經(jīng)初步鑒定為芽孢桿菌屬(Bacillus sp.)。 (2)通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定了Bacillus sp．M-21最佳發(fā)酵產(chǎn)酶條件。菌株的產(chǎn)酶最適培養(yǎng)基組成包括(g/L)碳源：瓜爾豆膠4，復(fù)合氮源：豆粉20、(NH<,4>)<,2>HPO<,4> 5，其他無(wú)機(jī)鹽組

3、分：K<,2>HPO<,4>·3H<,2>O 1、MgSO<,4>·7H<,2>O 0.5、NaCl0.5、CaCl<,2> 0.1、FeSO<,4>·7H<,2>O 0.001。產(chǎn)酶最適培養(yǎng)條件：培養(yǎng)基初始pH 8.0，接種量4％，裝液量50 mL/250 mL三角瓶，32℃180 r/min振蕩培養(yǎng)36 h。此條件下酶活力最高可達(dá)1487U/mL。 (3)Bacillus sp.M-21產(chǎn)β-甘露聚糖酶經(jīng)1.4倍丙酮沉淀、Q

4、-sepharose陰離子交換柱后分離純化，SDS-PAGE電泳確定酶的分子量為33.4 kDa。相比之下，此β-甘露聚糖酶的分離步驟簡(jiǎn)單，酶的比活力和回收率(70.1％)都很高，具有工業(yè)上大量制備的前提。 (4)此β-甘露聚糖酶最適反應(yīng)的pH為7.0，且耐受的pH范圍較寬(5.0-11.0)，具有一定的耐堿性；最適反應(yīng)溫度為50℃，50℃以下酶活力穩(wěn)定。金屬離子Bd<'2+>、cd<'2+>、K<'+>、Mg<'2+>、Na<

5、'+>、Mn<'2+>對(duì)酶有不同程度的激活作用；Zn<'2+>、pb<'2+>、Fe<'2+>、Cu<'2+>、Hg<'2+>、Ag<'+>有對(duì)酶有抑制作用。酶對(duì)魔芋膠、刺槐豆膠和瓜爾豆膠的Km值分別為3.97、8.79和17.56mg/mL，Vmax值分別為9.02、12.44和20.92μmol/(min·mL)。菌株M-21所分泌的β-甘露聚糖酶的最適底物為魔芋膠。 (5)酶降解魔芋膠、刺槐豆膠、瓜爾豆膠制備甘露低聚糖，通