酶法降解阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖

论文摘要

本文对从杭州、石家庄、黄岛等地采集的土样进行大规模筛选,筛选到一株产阿拉伯胶降解酶酶活力较高的菌株,对其进一步分离纯化后得到ZHB-306菌株,酶活达到25.8 U/mL,产酶发酵性能稳定。该菌株在平板培养基上培养23 d可以形成菌落,菌落呈絮状突起,菌丝白色质密,菌落粉白色,浅粉色至肉色,略带有紫色,孢子浅褐色至黑色。从形态学分类来看,该菌株与镰刀菌（Fusarium）非常相似,其种有待于分子生物学方法进一步鉴定。通过二次紫外诱变,酶活提高了185%。稳定性试验证明此菌株产酶能力稳定,故以此突变株为菌种,进行进一步的研究。通过单因素实验和正交试验,确定了其最佳的产酶培养基组成和发酵条件。最佳培养基组成如下:阿拉伯胶2.5%,玉米粉0.4%,（NH4）2SO4 0.9%,K2HPO4 0.15%,MgSO4?7H2O 0.05%,KCl 0.05%,FeSO4?7H2O 0.001%,H3BO3 0.001%,pH 6;培养条件为:接种量为9%,装液量为30 mL/250 mL,摇床转速为200 r/min,培养温度为30℃,产酶发酵时间为48 h。经培养基组成及培养条件优化后测得的酶活力达到231.6 U/mL,比优化前提高了368%。发酵工艺条件的研究结果为阿拉伯胶降解酶的深入研究、产业化生产及L-阿拉伯糖的开发应用奠定了基础。通过一系列实验,建立了HPLC-ELSD检测L-阿拉伯糖的方法,其条件为:采用Hypersil NH2（4.6 mm×250 nm,5μm）色谱柱,以乙腈-水（80:20）为流动相,流速1 mL/min;蒸发光散射检测器检测参数为:漂移管温度100℃,氮气流速为2.5 L/min。液相谱图显示L-阿拉伯糖与其他糖分的分离效果良好;L-阿拉伯糖的线性回归方程的相关系数为0.9993,线性范围为0.1025～1.025mg/mL;重复性实验RSD为2.03%;回收率为98.7%。通过单因素实验,确定最佳酶解阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖的工艺为:最适的酶解时间为90min,最适温度为50℃,转速为0 r/min,最适底物pH4.0,0.3%阿拉伯胶溶液为最适底物浓度。该酶对阿拉伯胶底物具有很好的专一性。采用最佳条件酶解后,以HPLC-ELSD方法测定溶液中L-阿拉伯糖的浓度为530.6 mg/L,并由此计算得L-阿拉伯糖得率为59.8%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 L-阿拉伯糖简介
• 1.1.1 L-阿拉伯糖的理化性质
• 1.1.2 L-阿拉伯糖的制备
• 1.1.3 L-阿拉伯糖的纯化
• 1.1.4 L-阿拉伯糖的功能
• 1.1.5 L-阿拉伯糖的主要应用领域
• 1.2 阿拉伯胶
• 1.2.1 阿拉伯胶的简介
• 1.2.2 阿拉伯胶的结构
• 1.2.3 阿拉伯胶的性质
• 1.2.4 阿拉伯胶的应用
• 1.3 降解阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖
• 1.4 本论文研究的目的、意义及主要研究内容
• 第二章 产阿拉伯胶酶菌株的分离和筛选
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 产阿拉伯胶降解酶菌株的富集、分离与筛选
• 2.3.2 菌种纯化
• 2.3.3 菌种鉴定
• 2.4 小结
• 第三章 产阿拉伯胶降解酶菌株的诱变与选育
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 紫外诱变
• 3.3.2 突变菌株传代稳定性试验
• 3.4 小结
• 第四章 产阿拉伯胶降解酶菌株BYB-2091505F产酶发酵工艺的研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 种子液生长曲线的测定
• 4.3.2 阿拉伯胶浓度对产酶的影响
• 4.3.3 复合碳源对产酶的影响
• 4.3.4 不同氮源对产酶的影响
• 4.3.5 氮源浓度对产酶的影响
• 4.3.6 微量元素对产酶的影响
• 4.3.7 磷酸盐浓度对产酶的影响
• 4.3.8 培养基正交试验
• 4.3.9 发酵起始pH值对产酶的影响
• 4.3.10 接种量对产酶的影响
• 4.3.11 摇瓶装液量对产酶的影响
• 4.3.12 摇床转速对产酶的影响
• 4.3.13 培养温度对产酶的影响
• 4.3.14 产酶发酵过程曲线
• 4.4 小结
• 第五章 L-阿拉伯糖分析检测方法的建立
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 检测器漂移管温度
• 5.3.2 氮气流量
• 5.3.3 流动相比例
• 5.3.4 L-阿拉伯糖含量的计算
• 5.3.5 标准品的检测
• 5.3.6 精密度实验
• 5.3.7 重复性实验
• 5.3.8 加样回收率实验
• 5.3.9 酶解样品检测
• 5.4 小结
• 第六章 酶解阿拉伯胶制备阿拉伯糖条件的研究
• 6.1 引言
• 6.2 材料与方法
• 6.2.1 实验材料
• 6.2.2 实验方法
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 酶解最适时间的确定
• 6.3.2 酶解最适温度的确定
• 6.3.3 酶解最佳摇瓶转速的确定
• 6.3.4 酶解底物最适pH的确定
• 6.3.5 酶解最适底物浓度的确定
• 6.3.6 酶解底物专一性研究
• 6.3.7 L-阿拉伯糖浓度的测定
• 6.4 小结
• 结论与展望
• 1. 结论
• 2. 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文