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产纤维素酶菌株C真3的筛选

   日期:2011-01-12     来源:发酵工业网    作者:发酵网    浏览:1172    评论:0    
核心提示: 纤维素是自然界中最丰富的可再生资源,但绝大部分无法被充分利用。用纤维
  
 

 

纤维素是自然界中最丰富的可再生资源,但绝大部分无法被充分利用。用纤维素酶把纤维素水解成葡萄糖,是现代酶工程中最令人鼓舞的新进展之一⋯ 。把含纤维的自然资源及纤维废料加以充分利用,转化成糖类作为食品工业和发酵工业的原料或制成优质饲料,具有深远的现实意义。国内外科研工作者已先后筛选和培育了许多产纤维素酶的菌种,其中木霉属菌株产生的纤维素酶活力较高。由于其粗酶制剂中含有较高活力的C,酶和C 酶 ,因而成为当前生产上应用较多的菌种。但与淀粉酶和蛋白酶相比,其生产规模小,酶的活力也较低,酶解效率不高。当前的研究攻关主要集中以下两个方面:一是通过菌种筛选、基因克隆等手段来提高酶的产量和活力, 以降低产酶成本,改进酶的回收利用;二是改变天然纤维素酶的结构,以提高其对酶作用的敏感性 。笔者曾于2001年从福建香菇烂筒及其地下部土壤中分离到19株真菌,并于2002年对其进行摇瓶发酵,测定其酶活性,初步筛选到一株酶活比生产菌株康氏木霉更高的菌株c本文报道其筛选过程及初步试验结果。
1 材料与方法
1.1 供试菌株供试菌株系笔者2001年从福建香菇烂筒及其地下部土壤中分离获得到的19株真菌,其代号分别为C真3、C放1、C放2、J1、E瓣、S4、H真6、E细J1白、K真2、I2、E细1、B放1、土木、C真l1、C放2l、N真1、E缈和M辨。以康氏木霉(菌株号为R,购自上海工业微生物所,福建农林大学食科学院食品微生物实验室保藏)为参比菌株。
1.2 培养基
1.2.1 斜面菌种(母种)培养基选用马铃薯蔗糖琼脂培养基,简称PDA。
1.2.2 粗酶发酵培养基
按参考文献[4]略加修改: (NH4)2HPO4 2 g、ZnSO4 ·7H2 O 4.4mg、K2HPO4 0 2 g、M nSO4·4H2O 1.0 mg、KH2PO4 0.8 g、柠檬酸铁5 mg、CaCI:20 mg、酵母膏1.0 g、MgSO .7H2O 0.9 g、蛋白胨2 g、维生素B1100 、水1000ml、稻草粉3 g。每个500ml三角瓶分装上述培养液150 ml,121 c【=灭菌30分钟。1.3 粗酶液的制备将各菌株的试管菌种(PDA母种)接入100 ml无菌水中摇匀,按6% 接入粗酶发酵液体培养基中,置摇床振荡培养7天(29~C、160转/分钟),然后用滤纸过滤,得粗酶滤液(待测液)。
1.4 滤纸酶活的测定按参考文献[5],酶活力以540 nm的吸光度(A)表示。
1.5 CMC酶活的测定按参考文献[6],酶活力以540 nm的吸光度(A)表示。
1.6 B一葡萄糖苷酶活的测定按参考文献[6],酶活力以540 nm的吸光度(A)表示。
1.7 滤纸崩溃的测定取15 mm×150 mm试管1支,加入醋酸缓冲液1 ml,粗酶液4 ml及1cm×3 cm新华滤纸一张,摇匀,使滤纸全部浸入溶液中,然后将试管置于40℃恒温水浴中保温2小时,取出观察滤纸崩溃情况,结果以“+” 的多少表示滤纸崩溃程度 J。
2 结果与分析
2.1 19个供试菌株与对比菌株R的滤纸酶活比较分别测定19个菌株发酵液的滤纸酶活,结果显示,它们的吸光度(A值)分别为:c龇0.032、I:0.039、l自0.032、K真2 0.030、E细31 0.030、E细1 0.028、C真30.034、C放1 0.023、B放1 0.022、N真1 0.022、M细40.022、E娜0.021、土木0.020、H宴6 0.020、R0.019、E雏0.016、S4 0.016、C翼11 0.016、C鲫0.012、J,0.011,CK (空白,对照)为0.010。结果说明,C真3、E细 Jl白、K真2、I2、E细1、C放2具有较高的滤纸酶活,可参加下一步的复选试验。
2.2 7个菌株纤维素酶的活性比较 已知纤维素酶的作用方式:C。酶是使天然纤维素晶体分链,起一个分离和水合作用,从而使天然纤维素裂解成为直链纤维素;而c 酶虽不能水解天然纤维素,但能水解直链纤维素的13一l,4一葡萄糖苷键生成纤维二糖,纤维二糖再经13一葡萄糖苷酶水解成为葡萄糖。前人研究认为,纤维素的降解关键是滤纸酶活的高低,再结合13一葡萄糖苷酶活,而CMC酶活只作参考 。为此,挑选上述试验中滤纸酶活性较高的7个菌株进行进一步试验,主要测定其滤纸酶活、CMC酶活和13一葡萄糖苷酶活。各菌株均设3个处理,取其平均值(表1)。
结果显示,滤纸酶活:Cl3:I2>Jl白>E细l>Eml>K真2:Cm;CMC酶活:Cl3>E细3l>I2>K真2>Cm >E细I>Jl白;13一葡萄糖苷酶活:Jl白>K真2>cl3>Cm >Eml>I2>E细I。综合上述结果,可选出c真3、Jm和I2三个较高产酶菌株。

2.3 3个较高产酶菌株与参试对比菌株R的酶活性比较对上述试验选出的3个菌株和参试对比菌株R(康氏木霉)所产生的纤维素酶,分别进行滤纸崩溃测定和CMC酶活、13一葡萄糖苷酶测定。各菌株均设3个处理,取其平均值(表2)。从表2可以看出,滤纸崩溃能力以cl3最高,其CMC酶活与参试对比菌株相似,但13一葡萄糖苷酶活稍小于康氏木霉。综合上述测定结果与前人经验 ,可初步筛选出一株产纤维酶活比生产菌株康氏木霉更高的菌株c ,建议进行进一步试验。

2.4 优化条件下Cl3菌株的纤维素酶活性经初步优化试验,发现30~C、摇瓶时间7天、pH 5.5时,Cl3的酶活较高。为此,进行了一次验证试验。试验结果(表3)表明,在以上优化条件下,Cl3菌株产生的纤维素酶的活性有较大的提高。建议对cl3进行进一步的优化试验, 以探明最适的产纤维素酶条件,提高其酶活。
3 小结与讨论
3.1 通过对19个菌株发酵液的滤纸酶活、CMC酶活、13一葡萄糖苷酶活进行测定,初步筛选出产纤维素酶活力较高的cl3菌株。初步试验表明,在30~C、摇瓶时间7天、pH 5.5时,cl3菌株产生的纤维素酶的活性有较大提高。建议对Cl3进行进一步的优化试验,以探明其最适的产酶条件,或对其进行进一步的诱变,以提高其酶活性应用于生产实践。
3.2 本试验条件下,纤维素酶的活性测定可能存在一定的误差。造成误差的原因是多方面的,滤纸的物理结构、试验的重复次数以及分光光度计的稳定性等均有影响。据有关资料分析,酶活测定的重复次数达10次时,误差一般不超过10% 。此外,由于试验时仅考虑进行对比筛选,没有同时测定葡萄糖浓度标准曲线,这也是本研究的不足。在以后的试验中,应进一步改进。
 

 

 
     
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