论文摘要
β-甘露聚糖酶（Mannanase）是一类能水解含有β-1,4-D-甘露糖主链的内切水解酶,属于半纤维素酶类,在动物、植物和微生物中广泛存在。β-甘露聚糖酶在食品、制药、饲料、造纸等方面有重要的应用价值,魔芋低聚糖是一种具有多种生理功能的寡聚糖,利用β-甘露聚糖酶来水解魔芋以制备高纯度的寡糖,其市场前景十分广阔。本文以魔芋田和魔芋加工厂废液中采集的样品为实验材料,筛选出36株产β-甘露聚糖酶的菌株,利用DNS法测定酶活力进行复筛,得到一株酶活力较高的CYS4菌株,其酶活力大小为5.14 U/mL。另外,研究发现CYS4菌株是一株胞外β-甘露聚糖酶的产生菌。对CYS4菌株的16S rDNA序列进行测定,并在NCBI上与其相关序列进行同源比对,比对结果显示CYS4菌株与枯草芽孢杆菌的同源性大于99%,其中与枯草芽孢杆菌CD-23（EU670050.1）的相似性达到100%,结合CYS4菌株的培养特征、形态特征以及生理生化特性,初步确定CYS4菌株为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。通过单因素试验和正交试验来优化CYS4菌株的产酶条件,研究发现最佳发酵培养基为:5%魔芋粉、2%酵母粉、0.6%KH2PO4、0.03%MgSO4;最佳培养条件是培养温度为40℃、接种量为7%、初始pH值为7.5。在此条件下培养48h,CYS4菌株产生的β-甘露聚糖酶活力为20.67U/mL,是优化前的4.02倍。对枯草芽孢杆菌CYS4菌株所产的β-甘露聚糖酶的酶学性质进行初步研究,初步确定酶促反应的最适pH值为7.0,在pH值为5.011.0时能保持很好的稳定性,37℃处理2h酶活力仍在80%以上;酶促反应的最适温度为60℃,在低于40℃的温度下基本稳定,保温3h酶活力仍然有70%以上;Na+、Fe2+、Mg2+等金属离子对该酶有激活作用,Hg+对酶活有一定的抑制作用。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 魔芋简介1.1.1 魔芋资源的分布1.1.2 魔芋加工的现状1.2 魔芋葡甘聚糖简介1.2.1 魔芋葡甘聚糖的结构1.2.2 葡甘聚糖的理化性质1.2.3 低聚糖的生理功能1.2.4 魔芋低聚糖的制备1.3 β-甘露聚糖酶的研究进展1.3.1 β-甘露聚糖酶的来源和性质1.3.2 β-甘露聚糖酶的诱导表达1.3.3 β-甘露聚糖酶产生菌的筛选方法1.3.4 β-甘露聚糖酶的应用1.4 本研究的目的和意义第2章 β-甘露聚糖酶产生菌的筛选2.1 材料与方法2.1.1 样品2.1.2 培养基2.1.3 主要试剂2.1.4 主要仪器设备2.1.5 实验方法2.1.5.1 β-甘露聚糖酶产生菌的富集培养2.1.5.2 β-甘露聚糖酶产生菌的筛选2.1.5.3 粗酶液的制备2.1.5.4 β-甘露聚糖酶活力的测定2.1.5.5 菌种的保藏2.2 结果与分析2.2.1 酶活力测定的回归方程2.2.2 β-甘露聚糖酶产生菌的筛选2.2.2.1 β-甘露聚糖酶产生菌的分离纯化2.2.2.2 β-甘露聚糖酶产生菌的酶活力2.2.2.3 β-甘露聚糖酶是胞外酶的鉴定2.3 小结与讨论第3章 β-甘露聚糖酶产生菌的鉴定3.1 材料与方法3.1.1 菌种材料3.1.2 培养基3.1.3 主要试剂3.1.4 主要仪器设备3.1.5 实验方法3.1.5.1 β-甘露聚糖酶的产生菌的常规鉴定3.1.5.2 16S rDNA 系统发育分析3.2 结果与分析3.2.1 CYS4 菌株的培养特征和形态特征3.2.2 CYS4 菌株的生理生化特性3.2.3 CYS4 菌株16S rDNA 的系统发育分析3.2.3.1 16S rDNA 的PCR 扩增3.2.3.2 系统发育分析3.3 小结与讨论第4章 β-甘露聚糖酶产生菌CYS4 菌株产酶条件的研究4.1 材料与方法4.1.1 菌种材料4.1.2 培养基4.1.3 主要试剂4.1.4 主要仪器设备4.1.5 实验方法4.1.5.1 种子液的制备4.1.5.2 产酶条件优化单因素试验4.1.5.3 产酶条件优化正交试验4.2 结果与分析4.2.1 β-甘露聚糖酶为诱导酶的判定4.2.2 单因素试验结果4.2.2.1 碳源对CYS4 菌株产酶的影响4.2.2.2 魔芋粉浓度对CYS4 菌株产酶的影响4.2.2.3 氮源对CYS4 菌株产酶的影响4.2.2.4 初始pH 值对CYS4 菌株产酶的影响4.2.2.5 无机盐浓度对CYS4 菌株产酶的影响4.2.2.6 接种量对CYS4 菌株产酶的影响4.2.2.7 培养温度对CYS4 菌株产酶的影响4.2.3 正交试验结果4.2.3.1 发酵培养基正交试验4.2.3.2 培养条件正交试验4.2.4 CYS4 菌株产酶动态变化过程的研究4.3 小结与讨论第5章 β-甘露聚糖酶的酶学性质5.1 材料与方法5.1.1 菌种材料5.1.2 主要试剂5.1.3 主要仪器设备5.1.4 实验方法5.1.4.1 酶活力的标准测定方法5.1.4.2 酶的最适pH 和pH 稳定性的测定5.1.4.3 酶的最适温度和温度稳定性的测定5.1.4.4 金属离子和EDTA 对酶活力影响的测定5.2 结果与分析5.2.1 pH 对酶活力的影响5.2.2 pH 对酶稳定性的影响5.2.3 温度对酶活力的影响5.2.4 温度对酶稳定性的影响5.2.5 金属离子和EDTA 对酶活力的影响5.3 小结与讨论第6章 总结与展望6.1 总结6.2 展望致谢攻读学位期间发表的论文参考文献
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