Aspergillus niger Z-25产葡萄糖氧化酶发酵条件优化及酶的分离纯化研究

论文摘要

葡萄糖氧化酶是一种主要由霉菌产生的氧化酶类,是重要的食品添加剂和工具酶,具有广阔的应用前景。本实验利用一株实验室保存的黑曲霉Z-25作为生产菌株,通过培养条件优化提高了葡萄糖氧化酶的产量;通过对酶进行分离纯化,获得了电泳纯的酶,并对酶的性质进行了研究。主要内容和结果如下:以黑曲霉Z-25为实验材料,对其产葡萄糖氧化酶的摇瓶液体发酵条件进行了相关研究。先采用单因素试验确定了不同因素（葡萄糖浓度、有机氮源试验、际蛋白胨浓度、无机氮源试验、硫酸铵浓度、吐温80浓度）影响产酶的大致范围,正交试验结果表明,菌株Z-25产葡萄糖氧化酶的最佳培养基组合为:葡萄糖10%、（NH4）2SO4 0.5%、际蛋白胨1.5%、吐温-80 3%。最佳外部发酵条件为:发酵7天、装液量50mL/250mL、接种量2.5%。培养基优化后的酶活力提高了2.4倍;发酵条件优化后的酶活力提高了19.6倍。对葡萄糖氧化酶的纯化方法进行了研究。采用吐温80-硫酸铵分离体系,通过分级分离,一步纯化倍数达到15倍左右,接下来进行了Sephadex G-100凝胶过滤和DEAE-Sephacel离子交换层析两步处理后,获得纯的葡萄氧化酶。粗酶被纯化了约597倍,比活力达到了525U/mg,活性回收率为3%。对葡萄糖氧化酶的酶学性质进行了研究,结果表明:所获得葡萄糖氧化酶的分子量为160kDa,由两个80kDa的亚基组成。最适反应温度是40℃,最适反应pH为5.5;该酶在酸性条件下的pH稳定性较好,在pH3-pH5的范围内,室温下放置10小时后,酶的活性仍保持在70%以上。酶的热稳定性较好,在50℃保温1小时,酶活力仍保持在80%以上。Cu2+对酶有强烈的抑制作用,pb2+也表现出较强的抑制作用;而Ag+对酶的活性具有促进作用。按照Lineweaver-Burk作图法,测得该酶对β-D-葡萄糖的Km为0.01mmol·L-1,Vmax为25.12μmol·min-1·mL-1。

论文目录

• 目录
• 表格索引
• 图形索引
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 前言
• 1 葡萄糖氧化酶简介
• 2 葡萄糖氧化酶的应用
• 2.1 葡萄糖氧化酶在检测中的应用
• 2.2 用于酶生物燃料电池的制造
• 2.3 在食品工业上的应用
• 2.4 用作饲料添加剂
• 3 葡萄糖氧化酶的研究进展
• 3.1 葡萄糖氧化酶分子定向进化
• 3.2 葡萄糖氧化酶的固定化研究
• 3.3 葡萄糖氧化酶作为面团改良剂机理研究
• 3.4 葡萄糖氧化酶基因转入植物中以提高其抗病特性
• 参考文献
• 第二章 A.niger Z-25产葡萄糖氧化酶发酵条件优化研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 葡萄糖浓度对A.niger Z-25产葡萄糖氧化酶的影响
• 2.2 有机氮源的种类对A.nige Z-25产葡萄糖氧化酶的影响
• 2.3 际蛋白胨浓度对A.nige Z-25产葡萄糖氧化酶的影响
• 2.4 吐温对A.niger Z-25产葡萄糖氧化酶的影响
• 2.5 吐温-80的浓度对A.nige Z-25产葡萄糖氧化酶的影响
• 2.6 无机氮源对A.niger Z-25产葡萄糖氧化酶的影响
• 4）₂SO₄的浓度对A.niger Z-25产酶的影响'>2.7（NH₄）₂SO₄的浓度对A.niger Z-25产酶的影响
• 2.8 培养基优化正交试验
• 2.9 发酵外部条件优化
• 3 本章小节
• 4 讨论
• 参考文献
• 第三章 葡萄糖氧化酶分离纯化研究
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 2 结果与分析
• 2.1 吐温80-硫酸铵分级分离体系
• 2.2 Sephadex G-100柱层析
• 2.3 DEAE-Sephacel离子交换层析
• 2.4 葡萄糖氧化酶的纯化小结
• 2.5 葡萄糖氧化酶纯度鉴定
• 3 本章小结
• 4 讨论
• 参考文献
• 第四章 葡萄糖氧化酶酶学性质研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 葡萄糖氧化酶分子量测定
• 2.2 金属离子对葡萄糖氧化酶活力的影响
• 2.3 pH对葡萄糖氧化酶活力的影响
• 2.4 葡萄糖氧化酶pH稳定性研究
• 2.5 温度对葡萄糖氧化酶活性的影响
• 2.6 葡萄糖氧化酶热稳定性研究
• 2.7 葡萄糖氧化酶动力学参数的测定
• 3 本章小结
• 4 讨论
• 参考文献
• 全文结论
• 本文创新点
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文