降解亚硝酸盐乳杆菌的筛选鉴定及其NiRs酶学性质

控制食品中的亚硝酸盐含量是食品工业的热点话题之一,因此该研究以乳酸菌为研究对象,从中筛选出亚硝酸盐降解能力最强的菌株进行鉴定,随后分离纯化目的菌株的亚硝酸还原酶（nitrite reductase,NiRs）,并研究其酶学性质。结果表明,亚硝酸盐降解率在90%以上的32株乳酸菌中,亚硝酸盐降解率最高的菌株36（目的菌株）的亚硝酸盐降解率为（96.36±0.37）%,为革兰氏阳性杆状菌,其糖类发酵试验结果与植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）一致;其16S rDNA基因序列长度为1 464 bp,在NCBI中登录号为MN611150,与L.plantarum JCM1149同源性达100%,确定菌株36为植物乳杆菌。菌株36的NiRs比酶活为99.35 U/mg,回收率为15.5%,亚基相对分子质量约为47.8 kD;该酶最适温度为50℃,最适pH值为6.5,Km值为7.79 mmol/L,Vmax为5.84 mg/（L·min）;当金属离子添加浓度在1 mmol/L～10 mmol/L,Fe2+、Fe3+和Ca2+对NiRs酶活力有显著激活作用（P＜0.05）,1 mmol/L和10 mmol/L的Na+以及10 mmol/L Ba2+也有显著激活作用（P＜0.05）;而1 mmol/L和5 mmol/L的Ba2+和K+对NiRs酶活力有显著抑制作用（P＜0.05）,但乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA）对酶活无显著影响。     

一株产高温β-半乳糖苷酶低温菌株及其酶学性质研究

从101株低温菌中发现了1株产高温β-半乳糖苷酶菌株G2005,依据形态特征与生理生化反应特性,参照《常见细菌鉴定手册》将其鉴定为乳球菌Lactococcus sp.。该菌株高温β-半乳糖苷酶的最适pH值为6.5,最适作用温度为50℃,65℃相对酶活为总酶活的19%,在30~60℃范围内,具有较好的稳定性。不同金属离子对β-半乳糖苷酶活性的影响为:Mg2+>Na+>K+>Fe2+>Ca2+>Zn2+>Mn2+>Hg2+>Cu2+。Mg2+增强酶活,而Hg2+、Cu2+、Mn2+抑制酶活。经测定该酶Km值为96.8 mmol/L,具高温酶特性。该菌株的最适产酶条件分别为30℃培养48h~60h,培养基初始pH 6.5,培养基乳糖浓度为2%。     

产谷氨酸脱羧酶片球菌的鉴定及其酶学性质

从发酵蔬菜中分离一株产谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase,GAD)的乳酸菌HS2,其菌体细胞转化Glu 1h,转化液中γ- 氨基丁酸含量可达(3.114 ± 0.133)g/L,通过形态培养特征、生理生化特征、16S rDNA 序列比对及系统发育分析,鉴定菌株HS2 是戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)。菌株HS2 GAD 最适作用温度为35℃,最适作用pH4.5。酶的热稳定较好,在pH4.0～6.5 于50℃处理4h,酶活基本稳定。Ca2+ 对酶有激活作用,5mmol/L 和50mmol/L Ca2+ 浓度使酶活分别提高了37.21% 和23.02%。Mg2+ 和Mn2+ 在50mmol/L 浓度时激活作用明显,而Co2+在5mmol/L 浓度激活作用较好。     

嗜热古菌Thermococcus sp.HJ21产高温普鲁兰酶条件和酶学性质

对一株分离自热液口的超嗜热古菌(Thermococcus sp. HJ21)菌株产普鲁兰酶的条件及酶学性质进行了研究.结果发现:该菌株在18 h产酶量达到最高.在发酵温度为88 ℃、培养基初始pH 6.5,以及NaCl质量浓度为2.5 g/dL时,产酶较高.麦芽糖、酵母粉和蛋白胨有利于普鲁兰酶的产生.该酶的最适作用温度为95 ℃,在80～100 ℃之间仍可保持较高的酶活性;该酶具有较好的热稳定性,100 ℃保温2 h,仍有50%以上的残余酶活.该酶的最适作用pH为6.0,并且在pH 5.0～7.0之间可以保持较高酶活性;在pH 5.0～7.0之间较稳定,在pH 6.5时稳定性最好.Ca2+和Na+对普鲁兰酶具有较强的激活作用,而Al3+、Ni2+、Hg2+、Cu2+等则强烈抑制酶的活性.     

基于响应面法优化玉米秸秆酶降解条件研究

利用DNS法对市售酶活力为75 000μ/g的纤维素酶进行玉米秸秆降解分析,考察酶解时间、酶解温度、酶解pH值以及酶的加入量对还原糖浓度的影响。通过响应面试验分析发现:75 000μ/g的纤维素酶在pH值为5.5,酶解温度为55℃,酶解时间为120 min,酶用量为0.10 g/g秸秆的条件下,玉米秸秆降解的效果最好,还原糖浓度最高值达0.161 mg/mL。     

内切型菊粉酶酶学性质的研究

以食品与生物工程实验中心酶工程实验室保藏的黑曲霉菌种作为菌源,利用黑曲霉细胞深层发酵法生产内切型菊粉酶。通过测定发酵液酶活,从20株黑曲霉菌株中筛选得到产菊粉酶活力最高的编号为E133131的一株黑曲霉菌株,酶活为0.66U/mL。对黑曲霉E133131号菌株所产内切型菊粉酶进行了酶学性质的研究,得到以下结论:最适pH为4.5;最适温度为60℃;最佳底物浓度为4mmol/L;米氏常数(Km)为1.434mmol/L;Ca2+对内切型菊粉酶有激活作用,当加入浓度为1.5mmol/L的Ca2+时,使酶活从0.66U/mL提高到1.09U/mL;Mn2+、Cu2+和Mg2+对内切型菊粉酶有抑制作用,其中Cu2+的抑制作用最大,使酶活从0.66U/mL降低到0.095U/mL;Na+、K+、Zn2+、Fe2+、Mg2+对内切型菊粉酶的酶活影响不大;pH在4.5~8.0范围内,温度在50~60℃之间,内切型菊粉酶的酶活力较稳定。     

软枣猕猴桃多聚半乳糖醛酸酶提取条件的优化

以软枣猕猴桃为实验材料,确定多聚半乳糖醛酸酶最优提取条件和最适活性分析条件。在提取过程中,以酶比活力为指标确定缓冲液的最适pH值、离子浓度、DTT添加量对PG提取效果的影响,通过正交试验确定最佳提取条件。结果表明：最优提取条件为pH5.5、0.05mol/L 乙酸缓冲液为提取液,加入0.1mol/L NaCl、1mmol/L DTT;最适活性分析条件为反应温度40℃、反应时间90min。     

ACS对钙离子吸附性能的研究

自制的ACS是一种带有支链的改性天然高分子物质,其羧基取代度为0.57,阳离子取代度为0.02.吸附动力学研究表明,ACS对Ca2+的吸附速率快,两者之间有较强的吸附作用力,且吸附动力学曲线只出现一个"平台".等温吸附研究表明,ACS对Ca2+的吸附符合Langmuir模式和Freundlich模式,为单分子化学吸附.吸附量随pH值的升高而增加,当pH值>6.5,并基本保持不变时,在实验浓度范围内,吸附量随着Ca2+初始浓度的增加而升高,当Ca2+加入量为3.93 mmoL/L,ACS用量为2.0g/L,pH值为6.5±0.1时,25℃、45℃、65℃的平衡吸附量分别为0.687、0.743和0.826 mmol/g;当Ca2+初始浓度为0.983 mmoL/L时,ACS的用最为2.0 g/L达到最佳效果,用量继续增加,吸附量反而下降.     

弱酸特性D-来苏糖异构酶分子改造及D-甘露糖生产

本文旨在对来源于Thermoprotei archaeon菌株的D-LI（最适pH6.5）进行弱酸特性改造,以期该酶在pH5.5条件下生产D-甘露糖,从而抑制原有的美拉德反应,减少分离成本。基于蛋白序列比对及酸碱氨基酸置换策略,首先设计了8个单点突变,而后从中选择3个优良单点突变体E82K、P105K、E165K进一步进行两两组合双点突变。结果表明双点突变体E82K/P105K较野生酶的最适pH由6.5迁移至6.0,且在pH5.5条件下的酶活是原始酶的3.4倍。该突变体在以D-果糖和D-甘露糖为底物时的动力学参数K_m值分别为78.77 mmol/L和328.12 mmol/L,k_cat/K_m值分别为15.37 mmol/L?1·min?1和48.92 mmol/L?1·min?1。以80 g/L的D-果糖为底物反应10 h后,双点突变体E82K/P105K在pH5.5反应时的转化率较接近于原始酶在pH6.5时的转化率,美拉德反应程度较原始酶降低了约3~4倍,为工业上利用D-LI生产D-甘露糖提供了可行的酶制剂。     

米曲霉产3-苯氧基苯甲酸降解酶条件及酶性质的研究

3-苯氧基苯甲酸是绝大多数拟除虫菊酯类农药的降解中间产物。以对3-苯氧基苯甲酸具有较强耐受性和较高降解能力的米曲霉M-4为实验菌株,考察了不同培养条件对该菌株产3-苯氧基苯甲酸降解酶活力的影响,并且分析了该降解酶的酶学性质。结果表明,当15 g固体培养基的初始pH为6.5、3-苯氧基苯甲酸浓度为150μg/g、接种量为2.25 mL(孢子悬浮液浓度约为107cfu/mL)时,30℃培养120 h,提取得到的3-苯氧基苯甲酸降解酶的活力最高,为53.42 U;该降解酶作用的最适pH和最适温度分别为7.0和30℃,酶的稳定pH和稳定温度范围分别为5.5～7.0和5～30℃。     

桃儿七内生真菌产鬼臼毒素发酵条件研究

对鬼臼毒素(Podophyllotoxin)产生菌Ty的发酵培养基及发酵条件进行优化研究。结果表明。优化的半合成培养基组成为:可溶性淀粉2%,蔗糖2%.蛋白胨0.1%,酵母膏0.1%,K_2HPO_4 0.1%.NaCl 0.1%,pH 6.5,装液量80 mL/250 mL三角瓶,接种量2.5%,发酵培养6d,细胞干重为8.5g/L,鬼臼毒素产量达2.418μg/L.     

高效降解褐藻胶新菌种的筛选、鉴定及产酶条件优化

以褐藻酸钠为唯一碳源,从腐烂的海带中筛选出1株高效降解褐藻胶的菌株,根据其形态学特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析鉴定该菌株属于白蚁菌属(Isoptericola),命名为嗜盐白蚁菌WX(Isoptericolahalotolerans WX)。菌株WX的最佳培养基组成为:褐藻酸钠6 g/L、蛋白胨5 g/L、酵母粉2.5 g/L、NaCl 25 g/L、MgSO4 2 mmol/L、CaCl2 0.5 mmol/L、KH2PO4 1 mmol/L、FeSO4 0.2 mmol/L、MnSO4 0.3 mmol/L;摇瓶最佳培养条件为:250 mL三角瓶装瓶量50 mL,pH 8.0,培养温度25℃,摇床转速180 r/min,培养时间44 h。2 mmol/LMg2+和0.2 mmol/L Fe2+对酶活力有明显的促进作用。在优化后的培养条件下,褐藻胶裂解酶活力达到432 U/mL,较优化前提高了13倍。此外,嗜盐白蚁菌WX同时具有淀粉酶和褐藻胶裂解酶活性,具有广泛的应用前景。     

β-甘露聚糖酶高产菌株发酵条件优化

从土壤中分离出1株产β-甘露聚糖酶的优良菌株Bacillus sp.QYW-1,具有发酵周期短且产酶活力高等特性,初始酶活力21.85 U/mL。在单因素实验对培养基及培养条件优化的基础上利用Plackett-Burman实验设计对影响产酶的重要因素进行筛选。实验发现,影响该菌株产酶的重要因素是魔芋粉、蛋白胨及硫酸镁。最陡爬坡实验和Box-Behnken实验得到响应面(RSM)优化的最佳培养基为:魔芋粉26 g/L,蛋白胨10 g/L,MgSO43.8 g/L,NaCl 10 g/L,KCl 6 g/L,NaNO36 g/L,K2HPO43 g/L,初始pH6.5。在此条件下菌株发酵产β-甘露聚糖酶酶活力为233.86 U/mL,与模型预测值相符,与单因素优化后的酶活力115.62 U/mL相比,提高了102%。     

克雷伯杆菌利用生物柴油副产物甘油生产氢气和1,3-丙二醇的研究

以Klebsiella pneumoniaeDSM2026为出发菌株,通过紫外线诱变,选育得到能耐较高浓度生物柴油副产物甘油生产H2和1,3-丙二醇(1,3-PD)的菌株21株,命名为Kp1~Kp21。通过比较,Kp8菌株产量最高,1,3-PD和H2产量分别达到0.36 g/50 mL和0.99 mmol/50 mL,比出发菌株分别提高了3.5倍和4.2倍。对Kp8菌株发酵条件进行优化,得到最佳培养条件为pH 7.0,培养温度37℃,接种量10%(v/v),废甘油浓度为30 g/L。在该条件下H2产量为1.0 mmoL/50 mL,1,3-PD产量为7.5 g/L,甘油转化率为83.3%。     

大肠杆菌BL21(DE3)生产β-环状糊精转移酶发酵条件的优化

采用正交试验确定大肠杆菌BL21 (DE3)产β-环糊精转移酶的发酵条件.结果表明,生产β-环状糊精转移酶的最适条件为:接种量1％,100mL三角瓶装液量15mL,初始pH值为7.0,Ca2+浓度为1.25mmol/L,Mg2+浓度为2.50mmol/L,温度控制在37℃,转速控制为150r/min.当OD600达到1.4时,加入终浓度5.0g/L的α-乳糖,转速提高至170r/min,37℃诱导12h后过滤,β-CGTase酶活最高可达16.3μ/mL.     

1株产类胡萝卜素盐盒菌的分离鉴定及培养条件优化

对分离自运城盐湖黑泥中的一株产类胡萝卜素嗜盐菌G14进行分离鉴定,经菌落形态观察、生理生化特性及16S rRNA基因 序列分析,确定该菌株隶属于盐盒菌属（Haloarcula sp.）。 通过单因素与正交试验对菌株G14的培养条件进行优化。 结果表明,菌株G14 最佳培养条件为NaCl质量浓度0.23 g/mL,初始pH值为7.0,43 ℃光照培养。 在此优化条件下,培养的菌液OD600 nm值达2.24,类胡萝卜素 产量为0.65 mg/L。     

重组大肠杆菌生产谷胱甘肽合成酶系的摇瓶发酵条件

研究了重组大肠杆菌E.coli Ⅱ-1 摇瓶发酵生产谷胱甘肽合成酶系的工艺条件,确定了E.coli Ⅱ-1 的最适产酶条件.最佳发酵培养基组成（g/L）为葡萄糖10, 蛋白胨5, 酵母膏2.5, K     

高产几丁质酶菌株的诱变选育及发酵条件的优化

以粘质沙雷氏菌G3-1为出发菌株,通过紫外-LiCl和微波-LiCl两轮复合诱变,得到一株产酶能力高且遗传稳定的突变株GF-21,通过单因素实验和正交实验对突变株GF-21的发酵培养基和发酵条件进行优化。结果表明,最优发酵培养基成分为:乳糖6 g/L,尿素10 g/L,KCl 1.0 mmol/L,NaCl 5 g/L,胶体几丁质10 g/L,此时,几丁质酶活力为4.73 U/mL,比优化前提高了109.3%,较出发菌株提高了470%;最优发酵条件为:培养基初始pH9.0,温度30 ℃,摇床转速220 r/min,接种龄5 h,接种量10%。本文为几丁质酶的生产应用奠定了良好的基础。     

红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养破壁提取虾青素的研究

环状芽孢杆菌能以红法夫酵母细胞壁为唯一碳源进行发酵产胞壁溶解酶,将红法夫酵母与环状芽孢杆菌混合培养,可使环状芽孢杆菌在生长的同时产酶并逐渐溶解酵母细胞壁,从而提取虾青素。通过对红法夫酵母与环状芽孢杆菌两阶段混合培养条件的优化,总结出红法夫酵母产虾青素及酶法破壁提取的适宜工艺为:培养基初始糖浓度为30g/L,环状芽孢杆菌的最佳接种时间为红法夫酵母培养60～72h,接种量为10mL/L(1010个细胞/mL),接种后最适培养温度为30℃,pH为6.5,总发酵时间为120h,在此条件下,红法夫酵母虾青素产量可达到8960.2μg/L,虾青素最终提取率可达到96.8%。