黑曲霉產單寧酶與固定化酶制備沒食子酸及其丙酯的研究.pdf

1、單寧酶是一種?；饷福窃趩螌幩岬日T導劑存在下合成的誘導酶，已廣泛應用于食品飲料、化妝品和飼料工業(yè)等方面。但由于目前酶法的生產水平較低，限制了其在工業(yè)生產中的應用。同時，沒食子酸及其沒食子酸酯類化合物是重要的醫(yī)藥和化工原料，市場上的這類產品基本是由五倍子單寧及塔拉單寧酸水解生產而來的，因為酸堿法水解會造成的環(huán)境污染、設備腐蝕等問題。多年來，人們一直在尋求用單寧酶法來生產沒食子酸及其沒食子酸酯類化合物方法來替代原有工藝。因此，開展相關研

2、究以提高單寧酶生產水平及酶法轉化沒食子酸及其沒食子酸酯類化合物具有積極的現實意義。
　　 本文采用實驗室保藏的黑曲霉菌株為產單寧酶的出發(fā)菌株，采用紫外和氮離子注入方式對其進行誘變選育，并對黑曲霉發(fā)酵產單寧酶條件、黑曲霉發(fā)酵動力學、單寧酶的固定化及酶學性質進行研究，對固定化單寧酶轉化沒食子酸和沒食子酸丙酯條件進行優(yōu)化。主要研究結果如下：
　　 產單寧酶菌株選育以黑曲霉產單寧酶菌株為試驗菌株，經篩選培養(yǎng)得到酶活為86 U/m

3、L的菌株N5。以N5為出發(fā)菌株經過紫外誘變，得到酶活為158 U/mL的菌株N5-U5-3。用N+離子對N5-U5-3進行誘變選育，經過篩選后得到編號為03號的菌株，酶活力為198U/mL。該菌株具有較好的遺傳穩(wěn)定性，是一株比較理想的單寧酶高產菌株，命名為黑曲霉111(Aspergillus niger111)。
　　 產單寧酶條件優(yōu)化通過單因素試驗、中心組合實驗設計及響應面法對黑曲霉的產單寧酶條件進行優(yōu)化。確定對發(fā)酵產酶影響最

4、大的因素依次為單寧濃度、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間，以及其最適產酶條件為：30℃，轉速180 r/min，單寧濃度1.76％，初始pH6.0，接種量10％.，裝液量20％，培養(yǎng)時間82.2h。在此條件下，發(fā)酵單寧酶活力可達380.34 U/mL。
　　 黑曲霉發(fā)酵動力學研究以Aspergillus niger111為實驗菌種，對其進行分批發(fā)酵動力學研究。以該菌株在5 L發(fā)酵罐中分批發(fā)酵的數據為依據，建立分批發(fā)酵生產單寧酶的菌體生長、單寧

5、酶合成以及基質消耗動力學模型。
　　 單寧酶固定化篩選LX-1000HA樹脂作為載體，對游離單寧酶進行固定化，通過中心組合實驗設計和RSM，對LX-1000HA樹脂固定化單寧酶的條件進行優(yōu)化，得出最佳工藝條件為酶液/載體比17.6(v/m)、pH6.9、時間24 h、溫度36.5℃，該條件下固定化酶活力達到(18495±200)u/g，對溫度和pH的適應性更廣，酶活回收率為45.25％。
　　 固定化酶制備沒食子酸及其丙