纖維素酶可溶性誘導(dǎo)物的制備及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、在纖維素酶生產(chǎn)中，常用的誘導(dǎo)物纖維素是不溶性的固體高分子化合物，存在傳質(zhì)阻力大、不易于流加培養(yǎng)、產(chǎn)酶效率低等問題。本文以葡萄糖為原料，利用葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶的催化作用，定向合成纖維素酶的可溶性誘導(dǎo)物。經(jīng)高效液相色譜分析，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物中含有纖維素酶的強(qiáng)誘導(dǎo)物槐糖。 利用葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶以葡萄糖為底物進(jìn)行轉(zhuǎn)糖苷反應(yīng)，試驗(yàn)結(jié)果表明其較適的反應(yīng)條件為：底物濃度400 mg·mL<'-1>，加酶量8IU，反應(yīng)溫度50℃，pH 4.0，反應(yīng)時(shí)間10

2、0 h。轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物中約含有50 mg·mL<'-1>槐糖和350 mg·mL<'-1>的葡萄糖。 利用海藻酸鈉包埋富含葡萄糖轉(zhuǎn)糖苷酶的孢子，制備出固定化葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶，利用固定化葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶進(jìn)行轉(zhuǎn)糖苷反應(yīng)，其較適的反應(yīng)條件為：底物濃度400 mg·mL<'-1>，加酶量4IU(5g)；反應(yīng)溫度55℃，pH 5.0，反應(yīng)時(shí)間72 h。在較適條件下，固定化酶重復(fù)利用7次，產(chǎn)物中槐糖濃度均在10 mg·mL<'-1>以上，而槐糖在極低濃

3、度(0.34 ppm)下就有誘導(dǎo)作用，因此將葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶進(jìn)行固定化具有重要意義。 將轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物用于纖維素酶的液體深層發(fā)酵，結(jié)果表明其較適的反應(yīng)條件為：轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物濃度1.5％，溫度30℃，裝液量50 mL，搖床轉(zhuǎn)速180 r·min<'-1>，初始pH值4.8，氮源為玉米漿。與葡萄糖相比，轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物把產(chǎn)酶時(shí)間提前25 h，酶活力提高14倍。與微晶纖維素相比，轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物把產(chǎn)酶時(shí)間提前7 h。 轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物含有大量葡萄糖，而過高

4、的葡萄糖對(duì)產(chǎn)酶有抑制作用，因此通過補(bǔ)料實(shí)驗(yàn)以消除葡萄糖的抑制作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：起始補(bǔ)料時(shí)間以接種后16 h為宜，72h之前維持還原糖濃度在2～10 mg·mL<'-1>，72 h之后補(bǔ)料量以0.4 mL/6h為宜，維持還原糖濃度約1 mg·mL<'-1>。另外，利用微晶纖維素與轉(zhuǎn)糖苷產(chǎn)物共同誘導(dǎo)產(chǎn)酶，可以使產(chǎn)酶時(shí)間提前，同時(shí)可以獲得較大的產(chǎn)酶量和較長的持續(xù)誘導(dǎo)時(shí)間。 利用酶法制備纖維素酶可溶性誘導(dǎo)物，能夠有效克服纖維素酶固態(tài)誘