产弹性蛋白酶菌种筛选及发酵条件优化研究

论文摘要

本文以弹性蛋白酶为研究对象，主要研究产弹性蛋白酶菌株的筛选、发酵条件的优化以及高产菌种的诱变选育，并在现有的条件下，对粗酶的固定化进行了初步的探索。从特殊生态环境中分离得到了19株产弹性蛋白酶菌株，有三株产酶活力达到15u／ml，并对其中一株发酵产酶条件进行了初步的研究，结果表明，葡萄糖和干酪素最有利于该菌株产酶，酵母膏作为生长因子对产酶的影响不大，通过正交试验确定其最适浓度配比为：2．0％干酪素、0．5％葡萄糖、0．4％酵母膏。发酵条件初步研究结果表明：该菌株在30℃、起始DH7．0、装液量25ml／250ml、发酵28h产酶量达到最大，酶活为18u／ml。土壤筛选出来的菌株经过紫外线诱变，诱变剂量为30s照射，菌株产酶活性提高65％，再通过硫酸二乙酯（DES）化学诱变，诱变剂量为1％浓度处理40min，使菌株酶活进一步提高到120％，最后将两种诱变方法结合使用，采用紫外线照射20s后再用DES处理20min，酶活产量比原始出发菌株提高近1．44倍，达到30u／ml。并在此工作基础上，进一步研究了菌株产酶条件。实验结果证实，该菌对氧的需求比较大，通过提供氧载体吐温-80，能够提高胞外酶的产量。通过聚乙烯醇包埋法和聚乙烯醇为载体戊二醛作为交联剂共价交联法对弹性蛋白酶粗酶进行了固定化的研究，实验表明，共价交联法固定化后每克载体酶活21．6u，酶活回收率能够达到48％，酶在酸性环境中稳定性增强，经过6批次弹性蛋白分批水解，酶活残留率25％，具有一定的操作稳定性，本研究内容为以后的纯酶固定化奠定了基础。弹性蛋白酶发酵是一个非常复杂的过程，为了分析研究罐中发酵的动力学特性，探索大规模发酵生产的可行性，在摇瓶发酵培养基优化和发酵条件优化的基础上，我们在14L发酵罐中进行了放大试验，探讨罐中分批发酵动力学特征。在14L发酵罐分批发酵实验数据的基础上，建立了发酵过程菌体生长、产物形成、及基质消耗随时间变化的数学模型。Logistic方程、Luedeking-Piret方程及简单的基质消耗方程能够用来描述该菌菌体生长、发酵产酶过程及基质葡萄糖的消耗，实验表明该菌发酵产弹性蛋白酶是生长耦联型的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1. 弹性蛋白酶的分布
• 2. 微生物弹性蛋白酶的研究概况
• 3. 微生物弹性蛋白酶的酶学性质研究
• 4. 微生物弹性蛋白酶的应用
• 5. 利用微生物生产弹性蛋白酶的问题及前景
• 第二章 弹性蛋白酶产生菌的筛选及产酶条件初步探索
• 1. 材料和方法
• 2. 结果与讨论
• 3. 小结
• 第三章 菌株诱变育种及其发酵条件研究
• 1. 材料和方法
• 2. 结果与讨论
• 3. 小结
• 第四章 弹性蛋白酶固定化的初步研究
• 1. 材料和方法
• 2. 结果与讨论
• 3. 小结
• 第五章 单罐分批发酵动力学研究
• 1. 材料与方法
• 2. 结果与讨论
• 3. 小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介