里氏木霉发酵生产木聚糖酶的研究

论文摘要

本论文以一株木聚糖酶产生菌——里氏木霉（Trichoderma reesei）为实验菌株,较系统地研究了发酵培养基组分和培养条件对该菌株液态发酵生产木聚糖酶的影响。通过正交试验结合响应面的实验设计方法,选择出最佳的培养基组成,确定了最佳的培养基组成为:玉米芯:蛋白胨:牛肉膏（g/g）为4.5:0.16:1;葡萄糖添加到碳源量的14%。最适培养条件为:初始pH5.5,培养温度30℃,培养时间63h,摇床转速为200r·min-1。按上述的条件培养,获得了木聚糖酶活为288U/mL的产品,比原始菌株提高了近10倍。对里氏木霉产木聚糖酶产酶历程中酶活及pH的变化进行测定,结果表明,在产酶初期,pH略有下降,之后逐步上升,发酵终点时pH上升至中性左右;在发酵12h时既有微弱的酶活性检出,木聚糖酶活力在发酵进行到24～48 h时上升很快,之后的十几个小时内,酶活力上升速度减缓,但仍稳步上升,并在第63h时达到最高。继续发酵,木聚糖酶活开始下降。选用无载体固定化酶的方法,先对酶进行盐析沉淀,再用戊二醛交联,从酶的回收率角度对固定化效果进行研究,确定固定化的最佳条件,结果表明:采用1%浓度的戊二醛做交联剂,交联时间90min可以达到较好的效果。对固定化酶的性质研究表明:固定化后的木聚糖酶在一些性质方面显示出其优越性:固定化后,木聚糖酶最适反应pH向碱性方向移动,由原先的pH5.5上升为pH6.0;游离酶和固定化酶在pH为5～8时都有较好的稳定性,而在pH8以上时,固定化酶的酶活高于游离酶;固定化酶的最适温度有所升高,从45℃上升为50℃。在高温下,固定化酶的热稳定性明显高于游离酶。对木聚糖酶水解反应的研究表明,选择玉米芯底物的浓度为4%,酶与底物的比例为200U/g玉米芯粉进行水解可以取得良好的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 半纤维素与木聚糖
• 1.1.2 木聚糖酶系
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 木聚糖酶的理化性质
• 1.2.2 对木聚糖酶作用的影响机制
• 1.2.3 木聚糖酶的生产
• 1.2.4 木聚糖酶的固定化研究进展
• 1.3 木聚糖酶的应用
• 1.3.1 在饲料中的应用
• 1.3.2 在食品工业中的应用
• 1.3.3 在造纸工业中的应用
• 1.3.4 在纺织工业中的应用
• 1.4 研究目的及内容
• 第二章 里氏木霉产木聚糖酶影响因素的研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 菌种
• 2.2.2 试剂和原料
• 2.2.3 原料制备及溶液配制
• 2.2.4 仪器设备
• 2.2.5 培养基
• 2.2.6 接种方法
• 2.2.7 木聚糖酶活性测定方法
• 2.2.8 酶活计算
• 2.2.9 实验设计
• 2.2.10 里氏木霉合成木聚糖酶过程中有关参数的变化
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 发酵培养基的优化
• 2.3.2 验证实验
• 2.3.3 里氏木霉合成木聚糖酶过程中有关参数的变化
• 2.4 小结
• 第三章 木聚糖酶的固定化及其性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 溶液配制
• 3.2.3 仪器设备
• 3.2.4 固定化酶活测定方法
• 3.2.5 游离酶活的测定
• 3.2.6 酶活回收率的计算
• 3.2.7 固定方法
• 3.2.8 固定条件的优化
• 3.2.9 固定化酶的性质
• 3.2.10 粗酶的性质
• 3.2.11 固定化酶的水解性质
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 木聚糖酶的固定化
• 3.3.2 固定化酶和游离酶的性质
• 3.3.3 木聚糖酶水解产物的分析
• 3.4 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文