红曲霉发酵产酸性蛋白酶的研究

论文摘要

本文对紫色红曲霉（Monascus purpureus）、烟色红曲霉（Monascu fuliginosua Sato）及紫色红曲霉经紫外诱变后筛选得到的白色突变株W1（Monascus purpureus mutant W1）以大米和豆粕为主要原料进行液态和固态发酵,并检测这三种红曲霉在发酵过程所产生的酸性蛋白酶的酶活力,比较这三种红曲霉在发酵过程所产生的酸性蛋白酶的最大酶活,结果表明无论采用液态发酵还是固态发酵,白色突变株都表现出较强的生产酸性蛋白酶的能力,因此,选用紫色红曲霉白色突变株作为酸性蛋白酶的高产菌株,进行进一步的研究。通过对比白色突变株W1分别以大米和豆粕为原料进行固态和液态发酵过程中所产生的酸性蛋白酶最大值,确定出以豆粕麸皮为原料的固态发酵方式比较适合紫色红曲霉白色突变株生产酸性蛋白酶；当豆粕和麸皮的比例达到1：2.5时,最适合白色突变株W1生产酸性蛋白酶,最大酶活力达到100.57 U／g。通过正交试验法和响应面分析法优化紫色红曲霉白色突变株W1固态发酵条件,得到最佳发酵条件原料初始含水率为50%；拌料水的pH为5；培养温度采用变温培养：32℃培养48h,翻料,28℃继续培养至144h；装料量为30g/250mL三角瓶；在此发酵条件下测得的酸性蛋白酶活力为113.4U／g。由白色突变株Wl经固态发酵产生酸性蛋白酶,经硫酸铵沉淀,硫酸铵的饱和度为40%；4℃透析24h；最后冷冻干燥得到酶粉,其蛋白酶活力为9371U／g,回收率为71.3%。对该酸性蛋白酶的性质进行了初步研究。此酸性蛋白酶最适反应温度为50℃,在30-40℃下相对稳定；最适反应pH为3.0,在pH3.0-5.0之间相对稳定：Mn2+、Ag1+、K1+对酸性蛋白酶有激活作用,Fe3+、Al3+、Mg2+、Cu2+对酸性蛋白酶有一定抑制作用。通过Sephadex-G75凝胶过滤层析及SDS-PAGE蛋白质电泳分析此蛋白酶的分子量范围大约在55000-60000D之间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 红曲霉的概述
• 1.1.1 红曲霉的形态特征
• 1.1.2 红曲霉的分类
• 1.1.3 红曲霉的代谢产物
• 1.2 红曲霉产酸性蛋白酶的研究
• 1.2.1 微生物产蛋白酶的概述
• 1.2.2 酸性蛋白酶的概述
• 1.2.3 红曲霉生产酸性蛋白酶
• 1.3 立题依据
• 1.4 研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 菌种
• 2.1.3 主要实验药品
• 2.1.4 主要实验仪器
• 2.1.5 主要溶液
• 2.1.6 培养基
• 2.2 方法
• 2.2.1 发酵方法
• 2.2.2 分析检测方法
• 2.2.3 蛋白酶的提取和纯化及其性质的研究
• 3 结果与讨论
• 3.1 紫色红曲霉、紫色红曲霉的菌落形态
• 3.2 液态发酵酸性蛋白酶活力的测定与分析
• 3.2.1 大米原料进行液态发酵产物中酸性蛋白酶活力的测定
• 3.2.2 豆粕原料液态发酵产物中酸性蛋白酶活力的测定
• 3.2.3 液态发酵中产酸性蛋白酶优势红曲霉菌株
• 3.3 固态发酵检测发酵过程中的酸性蛋白酶活力
• 3.3.1 大米固态发酵产物中酸性蛋白酶的活力
• 3.3.2 豆粕麸皮固态发酵产物中酸性蛋白酶的活力
• 3.4 优化固态发酵培养基
• 3.4.1 优化培养基中的豆粕与麸皮比
• 3.4.2 优化固态发酵中翻料时间
• 3.4.3 优化拌料水初始pH值
• 3.4.4 优化原料中含水量
• 3.4.5 固态发酵中温度的优化
• 3.4.6 优化固态发酵中装料量
• 3.4.7 正交试验优化固态发酵条件
• 3.4.8 响应面分析法优化固态发酵条件
• 3.5 酸性蛋白酶的提取
• 3.5.1 硫酸铵饱和度的确定
• 3.5.2 酸性蛋白酶的提取
• 3.5.3 酸性蛋白酶性质的测定
• 3.5.4 该酸性蛋白酶的分子量的确定
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢