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        1株產(chǎn)菊粉酶菌株的篩選及發(fā)酵條件優(yōu)化

        2019-10-08 03:05:29聶山山韓卓
        安徽農(nóng)學(xué)通報 2019年16期

        聶山山 韓卓

        摘 要:研究以透明圈法從菊芋根際土壤中篩選產(chǎn)菊粉酶菌株,通過初篩和復(fù)篩,篩選出1株產(chǎn)菊粉酶活力較高的菌株Z-4,經(jīng)菌落和顯微鏡觀察,初步鑒定為霉菌。通過正交試驗優(yōu)化菌株Z-4的發(fā)酵條件,分析不同因素對該菌株產(chǎn)菊粉酶活力的影響,結(jié)果表明,菌株Z-4產(chǎn)菊粉酶的最優(yōu)條件為:以菊粉為唯一碳源,最佳氮源為酵母浸粉、添加量9g/L,培養(yǎng)溫度32℃,初始pH6.5,培養(yǎng)時間7d,此時菌株Z-4實際產(chǎn)酶活力達到15.62U/mL。

        關(guān)鍵詞:菌株;菊粉酶;酶活;正交試驗

        中圖分類號 TQ925文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731(2019)16-0029-04

        Abstract:This study screened the inulinase-producing strain from the rhizosphere soil of Jerusalem artichoke with transparent circle method.A strain Z-4 with high enzyme activity was screened by primary and secondary screening by.A strain Z-4 initially identified as mold after colony morphology and microscopic observation.Analysis the effects of different single factors on the inulinase activity.The optimization of fermentation conditions for Z-4 strain by orthogonal experimental,The results show that the optimal condition was: inulin as the sole carbon source,The best nitrogen source was yeast extract、added amount 9g/L,culture temperature 32℃,initial pH6.5,culture time 6d,under this condition,the enzyme activity of Z-4 strain reached 15.62U/mL.

        Key words:Strain;Inulinase;Enzyme activity;Orthogonal experimental

        菊粉又稱為菊糖,其分子是由D-呋喃果糖經(jīng)β(1→2)糖苷鍵鏈接而成的線性直鏈多糖,果糖鏈的末端常帶有一個葡萄糖殘基,聚合度(DP)為2~60,其中平均聚合度DP≤9的菊粉又被稱為短鏈菊粉,從天然植物中提取的菊粉同時含有長鏈與短鏈[1]。菊粉主要存在于菊芋、大麗菊、菊苣等菊科植物當(dāng)中,如菊芋塊莖中菊糖含量可占其干重的70%以上[2]。菊粉作為一種相對廉價且豐富的生產(chǎn)果糖和低聚果糖的原材料,已被廣泛應(yīng)用于食品、藥品和保健品等領(lǐng)域[3]。

        菊粉酶學(xué)名為β-2,1-D-果聚糖酶,是能夠水解β-2,1-D-果聚糖果糖苷鍵的一類水解酶[4]。根據(jù)其作用方式的不同,可分為外切型菊粉酶和內(nèi)切型菊粉酶2種。內(nèi)切菊粉酶可以隨機水解菊粉鏈內(nèi)部的糖苷鍵,主要產(chǎn)物是低聚果糖;外切菊粉酶作用于菊粉鏈的非還原性末端的糖苷鍵,逐一水解,主要產(chǎn)物為果糖[5]。低聚果糖具有改善腸道功能的作用,有利于腸道益生菌如雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長,屬于優(yōu)質(zhì)的益生元。近年來,隨著國內(nèi)外學(xué)者對于產(chǎn)菊粉酶微生物的深入研究,目前發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)菊粉酶的微生物有很多種,包括絲狀真菌、酵母菌和細(xì)菌;且大部分工作主要集中在菌株的篩選和酶學(xué)性質(zhì)研究方面,篩選出來的野生菌株產(chǎn)酶活力普遍較低,無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。為此,本研究從菊芋根際土壤篩選獲得1株產(chǎn)菊粉酶菌株,經(jīng)初步鑒定為霉菌,對其發(fā)酵條件進行了初步優(yōu)化,以期為菊粉酶的研究提供一定的參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑 菊芋根際土壤:采于安徽省蚌埠市禹會區(qū)菊芋生長地,4℃冰箱保存。菊粉(90%)(上海源葉生物);PDA培養(yǎng)基(杭州百思);酵母浸粉(安琪酵母股份有限公司);葡萄糖、氯化鈉、磷酸氫二鉀、蛋白胨、、磷酸二氫氨、氯化銨、硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鎂、瓊脂、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、苯酚(均為國藥集團),試劑均為分析純。

        1.2 儀器與設(shè)備 BHC-1300ⅡA/B2超凈工作臺:蘇州凈化有限公司;HH-1數(shù)顯恒溫水鍋:金壇市杰瑞爾電器有限公司;ZWY-100H恒溫培養(yǎng)振蕩器:上海智城分析儀器制造有限公司;H4-20KR臺式高速冷凍離心機:湖南可成儀器設(shè)備有限公司;YXQ-LS立式壓力蒸汽滅器:上海博訊實業(yè)有限公司;101-型電熱鼓風(fēng)干燥箱:上海實驗儀器有限公司;722紫外可見分光光度計:上海菁華科技儀器有限公司。

        1.3 培養(yǎng)基 (1)初篩培養(yǎng)基:菊粉20g/L、酵母浸粉10g/L、NaCl 5g/L、NH4H2PO4 0.5g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、FeSO4·7H2O 0.1g/L、瓊脂15g/L、pH自然、121MPa、滅菌20min;(2)復(fù)篩培養(yǎng)基:葡萄糖20g/L、蛋白胨5g/L、酵母浸粉10g/L、瓊脂15g/L、pH自然、121MPa、滅菌20min;(3)PDA培養(yǎng)基:馬鈴薯浸粉5g/L、葡萄糖20g/L、瓊脂14g/L、pH5.4~5.8、121MPa、滅菌20min;(4)發(fā)酵培養(yǎng)基:菊粉20g/L、酵母浸粉10g/L、NaCl 5g/L、K2HPO4 0.5g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、FeSO4·7H2O 0.1g/L、pH自然、121MPa、滅菌20min。

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