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果胶高产果胶酶菌株筛选、发酵条件优化与其运用经典

收藏本文 2024-03-04 点赞:18014 浏览:74306 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:果胶酶是分解果胶质的多种酶的总称,最初是在桔子中提取出来的。该酶可分为:原果胶酶(protopectinases)、裂解酶(pectinlyases, PL)、多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonases, PG)、果胶酯酶(pectinesterase, PE)。主要来源于动植物及微生物,尤其是微生物,因为它的生长速度快、生长条件简单、代谢历程特殊等特点,成为果胶酶的重要来源。其用途广泛,在很多领域中都能得到良好的运用。如:在水果加工业中,能破坏果汁中悬浮物的稳定性,使其凝聚沉淀,果汁得到澄清,果汁粘度降低;在饲料生产工业中,可降低饲料的粘度,推动饲料在动物消化道内的消化吸收。在纺织工业中,果胶酶处理过的棉织物被去除了大部分的果胶质,同时也去除了大部分的棉蜡物质。不仅如此,果胶酶在木质防腐、生物制浆、环境保护、污物软化处理等行业中也有着重要作用,是四大酶制剂之一本探讨首先以污泥中筛选得到一株高产果胶酶的菌株,根据培养特点、形态特点和ITS序列浅析将L5菌株鉴定为草酸青霉菌(Penicilpum oxapcum)。利用浙江来源丰富的桔皮和米糠作为摇瓶培养基材料,经初步探讨,该菌株在28℃下,培养基初始pH6.0,转速160r/min的条件下,培养70h酶活最高,可达18148U/mL。其次,通过单因素实验得到最优碳源为桔皮粉,最优氮源为米糠和(NH4)2SO4。并在单因素的基础上进行了R优化,建立回归方程:Y=-460130+138200A+53266.2B+46168.1C-15247.76A2-4769.55B2-29403.7C2+960.830AB+4322.01AC-1701.47BC,通过计算得到该菌株在桔皮粉4.85%,米糠5.89%,(NH4)2SO40.97%, KH2PO43.8%, K2HPO4·3H2O0.2%,初始pH6.0~8.0,温度28℃,摇床转速160r/min,接种量9%,培养70h时酶活最高,最终可达54391.7U/mL,较原来提升了2倍。再次,对草酸青霉菌株在液体发酵提取液中果胶酶的酶学性质进行了探讨,结果显示该酶的最适反应温度为50℃,最适反应pH为5.0,在30~50℃时有较好的热稳定性,在pH值为4.0~6.0的范围内有较好的稳定性,pH值为5时稳定性最佳。最后,探讨了果胶酶对七种果蔬的澄清效果。最终选取黄瓜,通过单因素实验得到在酶解时间2h,温度50℃,酶用量为6%的条件下能得到澄清效果较佳的黄瓜汁。在此基础上,以反应温度、反应时间、酶添加量为考察因素,以果蔬汁的透光率及出汁率为响应值设计R实验。得到两个二次多项式回归模型,模型失拟项不显著,拟合度良好,能很好地对响应值进行预测。由此确定了果胶酶对黄瓜汁的最佳澄清工艺条件为:酶解时间3h,温度42.2℃,酶用量为4.85%。在此条件下,得到澄清后的黄瓜汁的透光率为92.12%,出汁率为93.18%。关键词:果胶酶论文草酸青霉论文筛选论文酶学性质论文液体发酵论文澄清效果论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-12

    第一章 文献综述12-23

    1 果胶12

    2 果胶酶的分类及作用机理12-13

    2.1 原果胶酶12-13

    2.2 解聚酶13

    2.3 果胶脂酶13

    3 果胶酶的产生菌13

    4 果胶酶产生菌的筛选策略13-15

    4.1 透明带法14

    4.2 透明圈法14-15

    4.3 电泳转移胶膜法15

    5 果胶酶酶活的定量测定策略15-17

    5.1 滴定法16

    5.2 粘度下降法16

    5.3 脱胶作用时间法16

    5.4 还原糖测定法16

    5.5 235nm处紫外吸收测定法16

    5.6 纳尔逊——索模吉法16-17

    5.7 染料释放浅析法17

    6 果胶酶的分离纯化17-18

    6.1 粗酶液的制备17

    6.2 硫酸铵盐析17

    6.3 有机溶剂沉淀17-18

    6.4 层析18

    7 果胶酶的运用18-20

    7.1 瓦解植物细胞中的细胞壁18-19

    7.2 部分分解细胞间质中的果胶物质19

    7.3 利用果胶酶来生产果胶低聚糖19-20

    8 立题背景和主要探讨内容20-23

    8.1 立项背景20-21

    8.2 主要探讨内容21-22

    8.3 技术路线22-23

    第二章 高产果胶酶菌株的筛选鉴定23-34

    1 材料与仪器23-25

    1.1 菌株来源23

    1.2 培养基23-24

    1.3 药品及仪器24-25

    2 实验策略25-27

    2.1 初筛25

    2.2 复筛25

    2.3 培养时间对产酶的影响25

    2.4 培养和形态特点观察25

    2.5 DNA提取与ITS序列浅析25-26

    2.6 摇瓶测定26-27

    3 结果与浅析27-33

    3.1 产果胶酶菌株的分离筛选27-28

    3.2 培养时间对L5菌株产酶的影响28-29

    3.3 菌株的分类鉴定29-33

    4 讨论33-34

    第三章 高产果胶酶L5菌株的酶学特性34-39

    1 材料与仪器34-36

    1.1 菌种34

    1.2 培养基34

    1.3 仪器与药品34-36

    2 实验策略36

    2.1 摇瓶测定36

    2.2 反应温度对酶活的影响36

    2.3 热稳定性36

    2.4 反应pH对酶活的影响36

    2.5 pH稳定性36

    3 结果与浅析36-38

    3.1 反应温度对酶活的影响及其热稳定性36-37

    3.2 反应pH对酶活的影响及其热稳定性37-38

    4 讨论38-39

    第四章 产果胶酶发酵条件优化39-50

    1 材料39-41

    1.1 菌种39

    1.2 培养基39-40

    1.3 仪器与药品40-41

    2 实验策略41-42

    2.1 单因素实验41-42

    2.2 响应面优化实验42

    3 结果与浅析42-48

    3.1 不同碳源对果胶酶酶活的影响42-43

    3.2 碳源浓度对果胶酶酶活的影响43

    3.3 不同氮源对果胶酶酶活的影响43

    3.4 硫酸铵浓度对果胶酶酶活的影响43-44

    3.5 米糠浓度对果胶酶酶活的影响44

    3.6 接种量对果胶酶酶活的影响44-45

    3.7 摇瓶pH对果胶酶酶活的影响45

    3.8 液体发酵产果胶酶的优化实验45-48

    4 讨论48-50

    第五章 果胶酶在果蔬澄清中的运用50-65

    1 材料50-52

    1.1 菌种50

    1.2 培养基50

    1.3 仪器与药品50-52

    2 实验策略52-53

    2.1 工艺流程52

    2.2 出汁率的测定52

    2.3 澄清度的测定52

    2.4 果胶物质的定性测定52

    2.5 酶解时间对澄清效果的影响52

    2.6 酶添加量对澄清效果的影响52-53

    2.7 酶解温度对澄清效果的影响53

    2.8 优化实验53

    3 结果与浅析53-63

    3.1 酶处理对各果蔬汁澄清效果的影响53-54

    3.2 酶解时间对黄瓜汁澄清效果的影响54-55

    3.3 酶添加量对黄瓜汁澄清效果的影响55-56

    3.4 酶解温度对黄瓜汁澄清效果的影响56

    3.5 响应面设计及优化工艺56-63

    4 讨论63-65

    第六章 小结与倡议65-67

    1 小结65-66

    2 倡议66-67

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