《酶工程实验》教案

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酶工程实验doc

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酶工程实验指导实验一从植物材料中提取制备过氧化物酶一.实验目的学习从植物材料中制备过氧化物酶的方法,了解纯化酶的一些基本步骤。

比较不同植物材料过氧化物酶的含量与活性,掌握酶纯化的相关计算方法。

二.实验原理过氧化物酶(EC 1. 11. 1. 7)是一类以铁卟啉为辅基的氧化酶,在细胞代谢的氧化还原过程中起重要作用,在工业上也广泛被应用。

过氧化物酶可溶于水,溶解度约为5%(W/V),溶液呈棕红色,透明。

此酶可溶于0.58饱和度以下的硫酸铵溶液,而在0.62饱和度以上则不溶。

该酶能催化愈创木酚反应产生有色物质:以此可进行酶活性的测定。

许多植物如辣根、柑桔叶子、白萝卜等含有较多的过氧化物酶,在这些植物材料的溶出物中,加入不同浓度的硫酸铵进行分段盐析,对过氧化物酶进行粗提,然后用有机溶剂沉淀、结晶等方法可对该酶进行纯化,得出较纯的制品。

三.主要仪器与试剂仪器:组织捣碎机,冰箱,真空冷冻干燥机,离心机,紫外-可见分光光度计等。

试剂:愈创木酚,丙酮,过氧化氢,硫酸铵等。

四.实验步骤(尽量在冰浴中进行)鲜植物样品约70克,剪碎或捣烂,加少许水研磨成浆(可用捣碎机),转移到500ml的烧杯中,加水至约200ml,于冰箱中浸提约2小时(中间多次搅动)。

多层纱布挤压过滤后离心(4000rpm),10ml上清液用来测酶活力,其余上清液按226克/升加硫酸铵盐析,冰箱中静置1小时以上,离心(4000rpm)去沉淀。

上清液再按258克/升加硫酸铵盐析,冰箱中静置4小时以上。

离心收集沉淀,用水溶解至约10ml,用水透析去盐,离心去沉淀,取部分酶液稀释后测酶活。

其余酶液用作精制样品。

在搅动下沿着杯壁加入一倍体积预冷(-15℃)的丙酮于酶液中,混匀,静置10分钟,低温离心(8000rpm, 4℃) 去沉淀。

按上清液与丙酮之比为1比0.8再次加入预冷丙酮,静置10分钟后离心(8000rpm, 4℃) 收集沉淀,溶于少量水中,透析去丙酮。

酶工程实验 讲义

酶工程实验 讲义

实验二大肠杆菌菌体总蛋白的超声破碎抽提与蛋白质的凝胶过滤纯化[实验原理]利用溶菌酶、反复冻融或超声波破碎的方法将培养的细菌的细胞壁破碎后,可使那些可溶性的蛋白释放出来,再利用硫酸铵沉淀、蛋白质层析技术和制备电泳等方法能够将蛋白分离纯化出来,供进一步的研究使用。

超声破碎时要产生大量的热,会引起蛋白的变性。

为了避免产生高温,超声时一般使用间隔的脉冲处理,而且应在冰浴中进行。

凝胶是一种多孔性的不带表面电荷的物质,当带有多种成分的样品溶液在凝胶内运动时,由于它们的分子量不同而表现出速度的快慢,在缓冲液洗脱时,分子量大的物质不能进入凝胶孔内,而在凝胶间几乎是垂直的向下运动,而分子量小的物质则进入凝胶孔内进行“绕道”运行,这样就可以按分子量的大小,先后流出凝胶柱,达到分离的目的[仪器、试剂和材料]1、大肠杆菌2、细菌蛋白抽提液(100mmol/L NaCl,10mmol/L EDTA,pH 8.0)3、恒温摇床4、小型高速离心机5、超声波组织细胞破碎仪6、玻璃试管,三角瓶7、1.5mL 和5mL 塑料离心管8、“枪”,枪头[实验操作]1、大肠杆菌的培养:从过夜培养的大肠杆菌LB琼脂平板上挑取2-3个菌落,接种5mL LB的玻璃试管中,放恒温摇床中,37℃培养过夜。

2、超声破碎抽提:将培养的大肠杆菌培养物转移到数只5mL离心管中,8000转/分离心5分钟,倾去上清液后,在沉淀上面再加培养物,继续离心,将所有的培养物都收集在一起。

每管中加入1.5mL的细菌蛋白抽提液(100mmol/L NaCl,10mmol/L EDTA,pH 8.0),用枪吹打,使沉淀悬浮。

将离心管放在小试管架上,将超声波破碎仪的金属头插到离心管中,调整好试管的位置后关上超声破碎仪的门,打开仪器的电源,对每只离心管中的菌体进行超声破碎。

条件:功率80瓦,工作2秒,间隔2秒,每一次处理5个循环。

4次处理后,8000转/分离心5分钟。

取出离心管,在显微镜下观察菌体的破碎情况。

酶工程实习设计方案

酶工程实习设计方案

吉林农业大学酶工程实习设计方案题目名称:纤维素酶和果胶酶的固定化及性质研究学生姓名:院系:生命科学学院专业班级:指导教师:职称:讲师2014年6月12日1前言 (1)1.1纤维素 (1)1.2纤维素酶 (1)1.3酶的固定化技术 (1)1.4固定化的方法 (2)1.4.1吸附法 (2)1.4.2 包埋法 (2)1.4.3 共价结合法 (3)1.4.4 交联法 (3)1.5 实验目的及意义 (3)2 仪器与试剂 (4)2.1 试剂配制 (4)2.1.1 缓冲溶液的配制 (4)2.1.2 DNS显色剂 (4)2.1.3 标准葡萄糖溶液的配制(1mg/ml) (4)2.1.4 海藻酸钠溶液的配制 (4)2.1.5 1.5%壳聚糖 (4)2.1.6酶液制备 (4)2.2 仪器 (4)3 方法与步骤 (5)3.1葡萄糖标准曲线的绘制 (5)3.2游离纤维素酶活力测定 (5)3.3 固定化影响因素 (5)3.3.1固定化时间对酶固定化的影响 (5)3.3.2 pH对酶固定化的影响 (6)3.3.3固定化时间对酶固定化影响 (6)3.4 不同条件对酶反应的影响 (7)3.4.1 温度对游离酶反应的影响 (7)3.4.2 pH对游离酶反应的影响 (7)3.4.3 底物浓度对游离酶反应的影响 (8)3.4.4 温度对固定化酶反应的影响 (8)3.4.5 pH对固定化酶活力的影响 (9)3.4.7 底物浓度对固定化酶活力的影响 (10)3.5 交联固定纤维素酶 (10)3.5.1戊二醛浓度对酶固定化的影响 (10)3.5.2交联时间对固定化的影响 (11)3.6壳聚糖吸附交联法固定化酶 (11)参考文献 (12)1前言1.1纤维素纤维素(C6H10O5)n。

一种天然有机高分子化合物。

由许多个D(+)-葡萄糖通过β-1, 4糖甙键结合成的多糖,是构成植物细胞壁的主要成分。

纤维素和淀粉一样无还原性,不溶于水和一般有机溶剂,但溶于氢氧化铜的氨溶液、浓的氯化锌溶液、硫氰酸钙和某些盐类的饱和溶液。

酶工程实验指导

酶工程实验指导

酶工程实验指导西南农业大学农学与生物科技学院2009年3月实验一产蛋白酶菌株的分离一、实验目的学习胞外生产微生物菌种的分离选择,熟悉分离菌种的基本操作。

二、实验原理工业上常用的生产酶的微生物有许多,重要的有枯草杆菌和真菌中的曲霉等等,它们都能产生耐热的芽孢或分生孢子,分离这类菌种时可采取先进行一定的热处理杀灭其它营养细胞,提高该菌株的相对数目。

根据胞外酶能分泌到培养基的特点,采用一定的方法在培养基上形成单菌落分泌的酶形成的“水解透明圈”,可对产酶的微生物的产酶能力(活力)进行初步估计、分离高产酶的微生物。

三、试剂、仪器高压灭菌锅,天平,无菌超净工作台,培养皿(8套/组)、试管(2支/组)、三角瓶、烧杯、酵母膏,蛋白胨,NaCl、琼脂粉,奶粉三、操作步骤1、带菌土壤的热处理称取1g带菌土壤湿润后放入80℃烘箱处理30min。

2、分离选择培养基的配制,各组按下列比例配制120ml培养基:奶粉2g ,自来水50ml,装入50ml三角瓶琼脂1.8g ,NaCl 0.5g,自来水70ml,装入100ml三角瓶自来水50ml,装入50ml三角瓶取50ml烧杯一个,放入5支带帽5ml离心管,灭菌备用。

分别封口,常规灭菌(121℃、20min),灭菌后待冷却至不太烫手时混合上述液体,按无菌操作要领迅速倒平板8个,其中4个加有0.2ml不同稀释倍数(操作5)的样品液(菌悬液),迅速混合冷却形成平板,余4个平板冷却后用于涂布筛选。

3、稀释制备菌液,取5支灭菌带帽5ml离心管,各加入无菌水3.6ml备用;将热处理过的土壤放入无菌50ml烧杯中,加入无菌水10ml,搅拌后静置片刻,上层液体为微生物悬液,按下法稀释微生物悬液:在第一支试管中加入0.4ml微生物悬液,混合均匀后再取0.4ml到第二支试管中混合,从第二支试管中再取0.4ml到第三支试管中,以此类推。

4、斜面培养基配制:配制100ml LB培养基,加入1.5g琼脂粉、蛋白胨1.0g、酵母膏1.0g、NaCl、1.0g加水到100ml,调节pH=7,加热融化后,各组倒斜面培养基2 支,灭菌备用。

酶工程教案1

酶工程教案1

长沙医学院教案课程名称酶工程授课题目(章节或主题)第一章绪论授课教师罗琼所属系(部)基础医学系所属教研室生物技术职称助教授课时间年月日第周星期第节第次课授课时数3学时授课班级生物技术专业(本科√专科□)级教学课型理论课√实验课□见习课□习题课□讨论课□其它□教材名称、作者、出版社及出版时间酶工程、郭勇主编、科学出版社、2009.8教学目的要求:1.酶工程的内容、任务、特点。

2. 酶工程的发展概况。

3.本课程的要求。

重点与难点:重点:酶工程的内容难点:酶工程的发展概况教学方法(请打√选择):讲授法√讨论法□启发式□自学辅导法√练习法(习题或操作) 读书指导法√PBL(以问题为中心的教学法)□其他□教学手段(请打√选择):板书√实物□标本□挂图□模型□投影√幻灯□录像√CAI(计算机辅助教学)□教学过程设计和教学内容:第一节酶的定义此列为提示栏(包括重点、难点、教学方法、时间分配一:酶的定义(一)定义:酶是具有生物催化功能的生物大分子,按照分子中起催化作用的主要组分的不同,自然界中天然存在的酶可以分为蛋白类酶和核酸类酶两大类别。

二:酶工程的相关概念(一)酶工程:酶的生产、改性与应用的技术过程称为酶工程。

(二)酶的生产(三)酶的改性(四)酶的应用第二节酶的发展历史一:酶的发展历史(一)人们对酶的认识起源于生产与生活实践。

1.夏禹时代,人们掌握了酿酒技术。

2.公元前12世纪周朝,人们酿酒,制作饴糖和酱。

3.春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。

(二)西方国家19世纪对酿酒发酵过程进行了大量研究。

教学手段、更新教学内容、教书育人等)通过复习生化的酶学内容引进新课程(三)1896年,日本的高峰让吉首先从米曲霉中制得高峰淀粉酶,用作消化剂,开创了有目的的进行酶生产和应用的先例。

(四)现已鉴定出4000多种酶,数百种酶已得到结晶,而且每年都有新酶被发现。

第三节酶的分类与命名一:酶的分类与命名(一)蛋白类酶的分类与命名1.1961年国际酶学委员会(Enzyme Committee, EC)根据酶所催化的反应类型和机理,把酶分成6大类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶。

生物大实验2(酶工程实验)

生物大实验2(酶工程实验)

实验一酶促反应中初速度时间范围测定一、实验目的1.了解酶促反应中初速度时间范围测定的基本原理;2.掌握酶促反应中初速度时间范围的测定方法。

二、实验原理酸性磷酸酯酶(acid phosphatase, EC 3.1.3.2)广泛分布于动植物体中,尤其是植物的种子、动物肝脏和人体的前列腺中。

它对生物体内核苷酸、磷蛋白和磷脂的代谢起着重要作用。

酸性磷酸酯酶能专一性水解磷酸单酯键。

以人工合成的对硝基苯磷酸酯(4-nitrophenyl phosphate,NPP)作底物,水解产生对硝基苯酚和磷酸。

在碱性溶液中,对硝基酚的盐离子于405nm处光吸收强烈,而底物没有这种特性。

利用产物的这种特性,可以定量的测定产物的生成量,从而求得酶的活力单位。

即通过测定单位时间内405nm处光吸收值的变化来确定酸性磷酸酯酶的活性。

酸性磷酸酯酶的一个活力单位是指在酶反应的最适条件下,每分钟生成1μmol产物所需的酶量。

要进行酶活力测定,首先要确定酶反应时间。

而酶的反应时间应该在初速度时间范围内选择。

可以通过进程曲线的制作来求出酶的初速度时间范围。

进程曲线的制作是指在酶反应的最适条件下,采用每隔一定时间测定产物生成量,以酶反应时间为横坐标,产物生成量为纵坐标绘制而成。

从进程曲线可知,在曲线起始的一段时间内为直线,其斜率代表初速度。

随着反应时间的延长,曲线趋于平坦,斜率变小,反应速度下降。

要真实反映出酶活力大小,就应在初速度时间内测定。

三、实验试剂与器材1.试剂(1)酸性磷酸酯酶原液(从绿豆芽中提取)(2)酸性磷酸酯酶液(通过原酶液稀释得到)取原酶液,用0.05mol/L、pH5.0柠檬酸盐缓冲液稀释,使进程曲线中第11号管吸光度A在0.6~0.7之间。

405(3)1.2mmol/L对硝基苯磷酸酯精确称取NPP0.4454g,加缓冲液定容至100mL。

(4)0.3mol/LNaOH溶液2.器材恒温水浴槽,可见分光光度计,试管,刻度吸管,离心机。

《酶工程实验》word版

《酶工程实验》word版

实验一过氧化氢酶米氏常数的测定一、目的了解米氏常数的意义,测定过氧化氢酶的米氏常数。

二、实验原理H2O2被过氧化氢酶分解出H2O和O2,未分解的H2O2用KMNO4在酸性环境中滴定,根据反应前后H2O2的浓度差可求出反应速度。

本实验以马铃薯提供过氧化氢酶,以1/ν~1/[S]作图求Km三、实验器材1.锥形瓶100~150ml(×6)。

2.吸管1.0ml(×2)、0.5ml(×2)、2.0ml(×2)、5ml(×2)、10.0ml(×1)。

3.温度计(0~100℃)。

4.微量滴定管5ml(×1)。

5.容量瓶1000ml(×1)。

四、实验试剂1、0.02mol/L磷酸缓冲液(Ph7.0)取磷酸二氢钾 0.68g,加0.1mol/L氢氧化钠溶液 29.1ml,用水稀释至100ml,即得。

2、酶液:称取马铃薯5g,加上述缓冲液10ml,匀浆,过滤。

3、0.02mol/L KMnO4:称取KMnO4(AR)3.2g,加蒸馏水1000ml,煮沸15min,2d后过滤,棕色瓶保存。

4、0.004mol/L KMnO4:准确称取恒重草酸钠0.2g,加250ml冷沸水及10ml浓硫酸,搅拌溶解,用0.02ml/L的KMnO4滴定至微红色,水浴,加热至65℃,继续滴定至溶液微红色并30s不褪,算出KMnO4的准确浓度稀释成0.004mol/L即可。

5、0.05 mol/L H2O2:取30% H2O223ml加入1000ml容量瓶中,加蒸馏水至刻度(约0.2mol/L),用标准KMnO4(0.004mol/L)标定其准确浓度,稀释成0.05mol/L(标定前稀释4倍,取2.0ml,加25% H2SO42.0ml,用0.004mol/LKMnO4滴定至微红色)。

6、25% H2SO4五、操作取锥形瓶6只,按下表顺序加入试剂:表一过氧化氢酶米氏常数的测定管号试剂0123450.05mol/L H2O2/ml蒸馏水/ml酶液/ml9.50.51.008.500.51.258.250.51.677.830.52.57.00.55.004.500.5先加好0.05mol/L H2O2及蒸馏水,加酶液后立即混合,依次记录各瓶的起始反应时间。

酶工程实验方案

酶工程实验方案

酶工程实验方案一、实验目的通过本实验,学生将学会利用酶工程实验技术,熟悉酶的生产、纯化和应用过程,培养学生实验操作技能和科学研究能力,为学生今后的科研工作打下良好的基础。

二、实验原理酶工程是利用生物工程学原理和技术手段,对酶进行筛选、改造和工程应用。

酶在生产中扮演着极其重要的角色,它广泛应用于食品、医药、环保、能源、材料等领域。

酶工程实验的关键是酶的生产和纯化技术。

典型的酶工程包括:酶源的筛选、酶基因的克隆与表达、酶的纯化和酶的应用等。

三、实验内容本实验将包括以下内容:1. 酶源的筛选:选择一种具有较高酶活性的微生物菌株,进行培养、鉴定,筛选出所需酶。

2. 酶基因的克隆与表达:通过PCR技术扩增酶基因,将其克隆至适当的表达载体中,然后将其转化至表达宿主中,表达目的蛋白。

3. 酶的纯化:采用离心、柱层析、过滤等方法对表达蛋白进行酶的分离和纯化。

4. 酶的应用:将纯化的酶用于特定的生产或研究中,评价酶的性能。

四、实验步骤1. 酶源的筛选(1)选择合适的微生物菌株,进行培养并获得菌液样品。

(2)采集菌液样品,进行酶活性测试,筛选出具有较高酶活性的菌株。

2. 酶基因的克隆与表达(1)利用PCR技术扩增酶基因。

(2)将扩增出的酶基因克隆至表达载体中。

(3)转化表达载体至适当的表达宿主中,进行表达。

3. 酶的纯化(1)收集表达蛋白,进行细胞破碎,得到目的蛋白混合物。

(2)通过离心、柱层析、过滤等方法对蛋白混合物进行纯化。

4. 酶的应用(1)评价纯化酶的性能。

(2)将纯化的酶用于特定的生产或研究中。

五、实验材料和仪器1. 微生物菌株:待定2. 实验宿主:大肠杆菌等3. 载体:pET等4. 酶活性测试试剂盒5. PCR试剂盒6. 离心机、柱层析仪、过滤器等实验仪器七、实验结果1. 酶源的筛选结果:取得具有较高酶活性的微生物菌株。

2. 酶基因的克隆与表达结果:成功将酶基因克隆至表达载体中,并通过转化实现表达。

3. 酶的纯化结果:得到较纯的酶样品。

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四、实验步骤
(一)、培养基的配置
1、1 LLB(Luria—Bertani)液体培养基:蛋白胨10 g,酵母粉5 g,NaCl10 g。每L LB固体培养基还需加琼脂粉12 g。
2、1 L产纤维素酶菌株筛选培养基:羧甲基纤维素10 g,蛋白胨10 g,酵母粉10 g,KH2PO41 g, NaCl5 g,葡萄糖2 g,琼脂12 g,灭菌备用。
瘤胃微生物的遗传改造也已引起了人们的广泛注意,利用DNA重组技术提高反刍动物瘤胃中纤维素转化率,可以大幅度降低饲料用量,带来巨大的经济效益。近几年来,瘤胃微生物遗传改造的研究已取得较大进展。瘤胃细菌,如Butyricibrio fibrisolcens的载、受体系统已基本建立;来自Bacteroides Succinogenes和Butyrivibrio sp的某些纤维素酶基因已相继被克隆,目前存在的主要问题是瘤胃中微生物种类繁多,各类微生物生长速度随环境不同而变化,在瘤胃中滞留时间短,难以建立起稳定的工程菌。
自然界中存在着诸多天然的产纤维素酶的菌株,所以对产纤维素酶菌株的选育也是研究纤维素酶的一个热点。产纤维素酶的菌株主要可以分为以下几类:
1) 真菌类:
丝状真菌是目前研究最多的纤维素降解类群,该类微生物能产生大量的纤维素酶,研究较多的有木霉属、曲霉属、青霉属、根霉属和漆斑霉属。其中尤以木霉属的产量居上,里氏木霉(Trichoderma ressiei)、康氏木霉(Trichoderma koniggii)、拟康氏木霉(Trichodermapseudokoniggii)、绿色木霉(Trichoderma viride)、黑曲霉(Aspergillus niger)等是其中活性较高的代表菌种。
(八) 微生物酶的提取方法
(1)酶的粗提;
(2)酶的精制。
(九) 微生物产酶菌种的保藏
(1)斜面;
(2)沙土管;
(3)冷冻.
普通冷冻保藏技术(—20℃)
超低温冷冻保藏技术(—60一—80℃)
液氮冷冻保藏技术
(二)、纤维素酶研究情况
2.1 纤维素酶简介
2。1.1纤维素
纤维素占植物干重的35%~50%,是地球上分布最广的碳水化合物。它无色、无味,呈白色丝状,不溶于水及一般的有机溶剂。纤维素分子是由葡萄糖苷通过β—1,4糖苷键连接起来的链状高分子,分子量50000~2500000,相当于300~15000个葡萄糖基,不形成螺旋构象,没有分支结构,易形成晶体。
由于畜禽饲料中含有大量的纤维素,除某些反刍动物有分解纤维素的能力外,大部分畜禽没有此能力.纤维素酶能够分解复杂的纤维素,生成易消化物质葡萄糖,便于动物吸收。在饲料中添加了纤维素酶后,其提高家畜家禽生长性能、生产性能等效果显著。
纤维素酶已成为纺织和洗衣行业的第三大酶系。生物打磨和生物抛光是目前纤维素酶在纺织行业中的主要应用。纤维素酶也被用于家用洗涤剂中,因为它们可以增加去污能力,从织物表面去处小的碎纤维,增加织物表面的亮度和光泽。
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徐州工程学院教案
2013年至2014年第1学期第周星期
课题名称(含教材章节):《酶工程实验》
实验一产纤维素酶菌株筛选和产酶条件优化分析
教学目的和要求:1、熟悉功能性菌株筛选方法
开发利用这一可再生资源的关键是纤维素物质的预处理以和如何使纤维素酶在水解过程中酶活性最大地发挥。预处理可以去除木质素和半纤维素,在一定程度上降低纤维素的结晶度并且增加纤维素物质的可接触面积。至于纤维素酶,为了满足竞争的需要,生产每加仑乙醇的纤维素酶的成本不能过高。这样就要求尽量降低纤维素酶系统的复杂度,只保留少量几种必须组分;更重要的是生产出能够更有效地水解预处理过的纤维素物质的重组型纤维素酶.
(二)、高压灭菌
1、首先将内层锅取出,再向外层锅内加入适量的水,使水面与三角搁架相平为宜;
2、放回内层锅,并装入待灭菌物品,注意不要装得太紧,以免妨碍蒸汽流通而影响灭菌效果。三角烧瓶与试管口端均不要与桶壁接触,以免冷凝水淋湿包口的纸而透入棉塞;
3、加盖,并将盖上的排气软管插入内层锅的排气槽内,再以两两对称的方式同时旋紧相对的两个螺丝,使螺丝松紧一致,勿使漏气;
(三)、本实验总体步骤
1、产纤维素酶菌株的筛选分析
要求:(1)熟悉功能性菌株筛选步骤。
(2)掌握产纤维素酶菌株的筛选方法
2、菌株产酶条件优化
要求:(1)掌握葡萄糖内切酶活性分析方法.
(2)掌握产酶条件优化方法。
三、实验材料
酵母粉、蛋白胨、琼脂,羧甲基纤维素,葡萄糖,Na2HPO4,NaH2PO4,大肠杆菌,冰,1ml、2ml、5ml塑料离心管,烧杯,移液器,超声波破碎仪。
培养基的确定、培养条件的确定。
(三) 菌种的初筛
(1)用简单的定性反应进行初筛;
(2)在最初分离阶段就给予特殊的培养基或培养条件,进而让目的菌株得以繁殖,尽可能地把只成为目的菌的菌株或只将其最适菌株的一株纯化分离。
(四) 菌种的复筛
初筛之后,还要进行复筛。复筛的目的是在初筛的基础上,筛选产酶量高、性能更符合生产要求的菌种。复筛。
酱油酿造主要利用蛋白酶、淀粉酶等酶类对原料进行酶解,若再使用纤维素酶, 使大豆等原料的细胞膜膨胀软化破坏, 使包藏在细胞中的蛋白质、碳水化合物释放, 这样就可以缩短酿造的时间、提高产率, 同时还提高品质, 使氨基酸还原糖含量增加。
在啤酒、葡萄酒的酿造过程中也使用到纤维素酶。在低质量大麦发芽的过程中加入纤维素酶可水解β-1,3和β-1,4葡聚糖从而帮助大麦发芽。纤维素酶还可以提高啤酒的过滤效率,并能增加葡萄酒的香味.
(2)最佳培养条件组合;
(3)微生物产酶的特性(胞内酶、胞外酶);
(4)微生物酶收集的时间顺序;
(七) 微生物产酶性能的进一步提高
(1)获得高产菌种的突变体;
(2)利用代谢工程和代谢调节机理来提高微生物的酶产量;
(3)运用遗传工程、基因工程的手段将原有菌株中的目的基因转移到另外一些对生产环境更适应性的微生物细胞之内,使其高效表达;
2) 细菌类:
产纤维素酶的细菌类,目前研究较多的是纤维粘菌属、生孢纤维粘菌属、纤维杆菌和芽孢杆菌属,代表菌种有热纤梭菌(Clostridium thermocellum)、嗜酸纤维分解菌(Acidathermus Celluloluticus)、Cellulomonas fimi、Pseud-omonasfluorescens subsp、Thermomonospra fusca等。细菌产生纤维素酶的量较少,主要是内切葡聚糖酶,一般不分泌到胞外,而是处于细胞壁“固定化”的状态,可在细胞壁上形成一种突起物。
纤维素酶的基因克隆为研究纤维素酶的生物合成和作用机制,以及了解纤维素酶遗传特性进而构建高效纤维素分解菌开辟了新的途径。国内外已开展了大量的相关研究,随着研究领域不断扩大,也取得了一定的新进展。随着生物技术的发展和酶应用技术研究的深入,纤维素酶一定会在各类大规模工业化生产中大放异彩.
2.3 产纤维素酶菌株的研究进展
2.1.2纤维素酶
纤维素酶是能将纤维素水解成还原糖的一类酶系的总称。目前普遍认为要完全降解纤维素,至少需要3种功能不同的酶协同作用。它们是 EG(内切葡聚糖酶)、CBH(外切葡聚糖酶)和 CB(β—葡萄糖苷酶).
2.2 纤维素酶的应用
2。2.1在能源方面的应用
乙醇是一种可以通过糖发酵获得的可再生能源。在美国,乙醇已经被广泛地作为石油燃料的替代品.从上世纪80年代开始,用玉米生产的燃料乙醇就被作为酒精-汽油混合燃料或者氧化燃料来使用。这些混合燃料中乙醇的体积比例高达10%。使用乙醇混合燃料可以降低石油燃料的使用量,从而在一定程度上减少了温室气体的排放。然而使用玉米生产的乙醇燃料比石油燃料成本高,因为作为一种作物,玉米需要一定的培植时间和成本;同时,玉米本身是一种食物和饲料,大量地用于生产乙醇是不可行的,毕竟耕地资源有限.废弃纤维素原料比如农林废弃物、草、锯末和木片等是生产乙醇的潜在的而充足的可再生性资源.利用纤维素酶有效地将这些纤维素物质转化成葡萄糖等单糖,然后通过微生物发酵的方法将葡萄糖转化成乙醇,将为乙醇混合燃料的生产与应用打开一片新天地。
4、插上电源,加热,并同时打开排气阀,使水沸腾以排除锅内的冷空气,待冷空气完全排尽后,关上排气阀,让锅内的温度随蒸汽压力增加而逐渐上升,当锅内压力升到所需压力时,控制热源,维持压力到所需时间,本实验用0.1 MPa,121。5℃,20分钟灭菌,灭菌的主要因素是温度而不是压力,因此锅内冷空气必须完全排尽后,才能关上排气阀,维持所需压力;
5、灭菌所需时间到后,切断电源,让灭菌锅内的温度自然下降,当压力表的压力降至“0”时,打开排气阀,旋松螺栓,打开盖子,取出灭菌物品;
6、将取出的灭菌培养基放入37℃温度培养箱中培养24h,经检查若无杂菌生长,即可待用。
(三)、产纤维素酶菌株的筛选
将菌株转接到产纤维素酶菌株筛选培养基,在温箱中培养2-4d,然后将0.5%的刚果红倒入培养基中染色5min,倒掉刚果红后,使用5%的NaCl溶液浸泡脱色1h。若菌株周围有透明水解圈出现,则说明该菌株产纤维素酶.纤维素酶可以将培养基中的羧甲基纤维素水解为小分子量的低聚糖、二糖或单糖,刚果红与羧甲基纤维素结合后显红色,而与小分子量糖类结合不显红色,因此产纤维素酶菌株周围出现透明水解圈。对初筛到的菌株进行划单菌落复筛.改变温度对产纤维素酶菌株进行培养,测量透明水解圈与菌落直径的比值初步确定产纤维素酶活性高的菌株。
2.2.3纤维素酶应用中存在的问题
纤维素酶作为能够有效降解纤维素的酶类,无论在动物生产还是环境保护中都确实起到了一定的作用,有非常好的应用前景。但是纤维素酶在大规模工业化生产应用中很大程度上受到其活性和成本的限制.目前,对于纤维素酶的研究也仍然存在菌株产酶效率低、生产成本高、作用于动物的机理尚未完全清楚等问题,这些问题严重制约着纤维素酶的推广应用。
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