海洋真菌的生长特性及产壳聚糖酶研究

论文摘要

壳寡糖相对于壳聚糖具有水溶性好，易被人体吸收，应用领域广等优点。壳聚糖酶是一种降解壳聚糖的专一性水解酶，酶降解法反应条件温和，容易控制，是理想的降解方法。本研究从海洋环境中筛选出一只壳聚糖酶活力较高的霉菌菌株，优化其发酵条件，以期对壳聚糖酶工业化生产及应用提供理论和实验基础。将本实验室保藏的菌株进行活化后筛选出一支产壳聚糖酶活较高，生长速度较快的海洋真菌F-29作为出发菌株，该菌株产酶活性为0.283U/ml。实验考察了海洋真菌在不同培养基中生长及产酶情况，并采用通用海水培养基作为基础培养基。在此基础上，通过一系列单因素实验进一步考察海洋真菌在不同NaCl浓度、发酵温度、初始pH值下的菌体生长情况以及菌株在不同摇床转速、淡水和海水培养基中的产酶及生长情况。并通过MiniTab软件采用响应面分析法得出最佳发酵条件：NaCl浓度为4.3398%，发酵温度为29.0657℃，初始pH7.1669，淡水培养基中发酵5天。最后，通过正交试验对培养基最佳组份进行了考察，结果发现，当培养基组成为碳源浓度5%，氮源浓度0.1%，诱导物浓度0.8%，金属离子Fe2+0.05%时，海洋真菌所产壳聚糖酶活力最高。在最优培养基组成与最佳条件下发酵培养，海洋真菌的最高产酶活性达到0.447U/ml，与优化前相比提高了57.9%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 海洋微生物与活性物质
• 1.1.1 海洋微生物资源
• 1.1.2 海洋真菌及活性物质
• 1.2 壳聚糖及其衍生物——壳寡糖
• 1.2.1 壳聚糖
• 1.2.2 壳寡糖
• 1.3 壳寡糖的制备方法
• 1.3.1 酶降解法
• 1.3.2 化学制备法
• 1.3.2.1 酸解法
• 1.3.2.2 氧化降解法
• 1.3.2.3 其他化学制备法
• 1.3.3 超声波降解法
• 1.3.4 糖基转移法
• 1.3.5 复合降解法
• 1.4 壳寡糖的生理功能
• 1.4.1 调节肠道微生态
• 1.4.1.1 调节肠内菌群分布
• 1.4.1.2 促进肠绒毛生长
• 1.4.2 抗肿瘤作用
• 1.4.3 抗感染作用
• 1.4.4 降低血清胆固醇
• 1.4.5 促进钙的吸收和骨骼健康
• 1.4.6 抗氧化作用
• 1.4.7 对糖尿病的治疗作用
• 1.4.8 其他作用
• 1.5 壳寡糖的应用
• 1.5.1 农业生产领域
• 1.5.1.1 饲料添加剂领域
• 1.5.1.2 植物抗病性方面
• 1.5.1.3 生物兽药领域
• 1.5.2 食品工业领域
• 1.5.2.1 食品添加剂
• 1.5.2.2 保健食品领域
• 1.5.3 壳寡糖在医药领域中的应用
• 1.5.3.1 抗肿瘤领域
• 1.5.3.2 降血糖、降血脂、降胆固醇领域
• 1.5.4 精细化工领域
• 1.5.5 存在的问题
• 1.6 壳聚糖酶
• 1.6.1 壳聚糖酶的发现
• 1.6.2 壳聚糖酶的来源与分布
• 1.6.2.1 真菌中得到的壳聚糖酶
• 1.6.2.2 细菌中得到的壳聚糖酶
• 1.6.2.3 放线菌中得到的壳聚糖酶
• 1.6.2.4 病毒中得到的壳聚糖酶
• 1.6.3 壳聚糖酶的分类
• 1.6.3.1 根据壳聚糖酶对糖苷键的水解分类
• 1.6.3.2 根据壳聚糖酶的氨基酸系列分类
• 1.6.4 理化性质
• 1.6.4.1 壳聚糖酶的分子量
• 1.6.4.2 壳聚糖酶的 pH
• 1.6.4.3 壳聚糖酶的最适反应温度
• 1.6.4.4 金属离子的影响
• 1.6.4.5 底物特异性
• 1.6.5 壳聚糖酶的催化性质
• 1.6.6 壳聚糖酶的分离及纯化
• 1.6.7 壳聚糖酶的应用
• 1.6.7.1 处理几丁质废物
• 1.6.7.2 制备功能性低聚糖
• 1.6.7.3 抑制植物病原菌
• 1.6.7.4 作为分子生物学研究工具
• 1.7 现状及展望
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 菌株
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 实验药品
• 2.1.4 实验仪器
• 2.1.5 实验培养基
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 产壳聚糖酶菌株的活化与筛选
• 2.2.2 DNS 法测定酶活
• 2.2.2.1 标准曲线的制作
• 2.2.2.2 酶活力的测定
• 2.2.3 菌体重量的测量
• 2.2.4 单因素实验
• 2.2.4.1 发酵液的制备
• 2.2.4.2 海洋真菌最适培养基的筛选
• 2.2.4.3 摇床转速与酶活力的关系的确定
• 2.2.4.4 NaCl 浓度与酶活力的关系的确定
• 2.2.4.5 pH 值与酶活力的关系的确定
• 2.2.4.6 发酵温度与酶活力的关系的确定
• 2.2.4.7 淡水培养基与酶活力的关系的确定
• 2.2.4.8 海水培养基与酶活力的关系的确定
• 2.2.4.9 不用金属离子与酶活力的关系的确定
• 2.2.5 响应面分析法
• 2.2.6 正交设计试验
• 2.2.7 较佳条件下海洋真菌的生长及产壳聚糖酶
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 菌株筛选结果
• 3.2 单因素实验结果
• 3.2.1 不同培养基对菌株生长及产酶活性的影响
• 3.2.2 摇床转速对菌丝体形态及产酶活力的影响
• 3.2.3 NaCl 浓度对海洋真菌生长的影响
• 3.2.4 培养基初始 pH 值对海洋真菌生长的影响
• 3.2.5 温度对海洋真菌生长的影响
• 3.2.6 淡水培养基对海洋真菌的生长及产壳聚糖酶的影响
• 3.2.7 海水培养基对海洋真菌的生长及产壳聚糖酶的影响
• 3.2.8 不同无机盐对海洋真菌产壳聚糖酶的影响
• 3.3 响应面法分析发酵条件
• 3.4 培养基组份的正交分析结果
• 3.5 最佳条件下海洋真菌的生长及产壳聚糖酶
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢