黑曲霉生产糖化酶及酶活测定

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糖化酶发酵、提取及活力测定

糖化酶发酵、提取及活力测定

SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY发酵工艺学实验报告糖化酶发酵、提取及活力测定实验学院:生命科学学院专业班级:生物工程1602项目组成员:刘松良、张金中、蔡超、何建雨、周钻钻指导教师:王丽娟2018年6月糖化酶发酵、提取及活力测定实验何健雨王丽娟生命科学学院生工1602班1. 实验目的(1)了解黑曲霉生长特性,学习糖化酶发酵工艺;(2)了解黑曲霉生长特性,学习糖化酶发酵工艺。

(3)学习并掌握糖化酶活力测定方法2. 实验原理葡萄糖淀粉酶( glucoamylase,EC.3.3.13)系统名为淀粉a-1,4-葡聚糖葡萄糖水解酶,俗称糖化酶,是国内酶制剂中产量最大的品种。

糖化酶对淀粉分子的作用是从非还原性末端切开a-1,4键,也能切开a-1,3键和a-1,6键,生成葡萄糖。

生产糖化酶常用的菌种是黑曲霉,将活化好的黑曲霉制成孢子悬浮液,转接接到三角瓶直接进行发酵,或转接到三角瓶作为种子,进行一次扩大培养后,再转接到发酵罐进行糖化酶发酵。

黑曲霉糖化酶是一种胞外酶。

首先采用过滤法将菌体等杂质除去,继而对滤液进行浓缩,最后用有机溶剂如乙醇将酶沉淀出来,对沉淀物进行干燥,加工成成品。

糖化酶有催化淀粉水解的作用,能从淀粉分子非还原性末端开始,分解a-1,4键,生成葡萄糖。

葡萄糖分子中含有的醛基能被次碘酸钠氧化,过量的次碘酸钠钠,酸化后析出碘,再用硫代硫酸钠标准溶液标定,计算酶活力。

酶活力定义:1g固体酶粉(或1mL液体酶),于559CpH4.6的条件下,1h分解可溶性淀粉产生1mg葡萄糖,即为一个酶活力单位,以U/mL(U/g)表示。

3. 实验材料优质大麦芽粉、大米粉、酒花;耐高温-α淀粉酶、糖化酶;乳酸(磷酸);0.025 mol/L碘液;温度计(100℃)、恒温水浴锅、糖度计、布氏漏斗、分析天平、纱布、玻璃仪器。

4. 方法步骤待测酶液的制备:称取酶粉1-2g,精确至0.0002g,先用少量的乙酸缓冲液溶解,并用玻璃棒捣研,将上请液小心倾入容量瓶中。

糖化酶的制备工艺流程

糖化酶的制备工艺流程

糖化酶的制备工艺流程
糖化酶的制备工艺流程主要包括以下几个步骤:
1.菌株活体及扩大培养:
(1)制备PDA培养基使用去皮马铃薯、蔗糖和琼脂等成分,煮沸后过滤,加入其他成分定容,然后灭菌。

(2)接种:将黑曲霉菌种接种到PDA培养基上,在28摄氏度下培养3天。

2.摇瓶发酵培养:
(1)制备发酵培养基:使用玉米粉、米糠、麸皮等成分,加水搅拌均匀后装于锥形瓶中,灭菌。

(2)接种与产酶培养:将黑曲霉平板上的菌种打孔接种到锥形瓶中,在28摄氏度下培养96小时。

3.离心:
将培养好的黑曲霉发酵液通过4层纱布过滤后离心,以除菌体,得到上清液,即糖化酶粗酶液。

4.酶提取:
(1)通过采用离心、过滤、超声波及加料等方式进行酶的分离和提取。

(2)酶的稳定性也是关键问题,需要考虑加适量的抗氧化剂和保护剂,以防止酶的讲解个损失。

黑曲霉生产糖化酶及酶活测定

黑曲霉生产糖化酶及酶活测定

第19卷 第7期 牡丹江大学学报 Vol.19 No.7 2010年7月 Journal of Mudanjiang University Jul. 201092 文章编号:1008-8717(2010)07-0092-03黑曲霉生产糖化酶及酶活测定单 海 艳(牡丹江大学,黑龙江 牡丹江 157000)摘 要:本文对黑曲霉突变株Uv11-48生产糖化酶液体深层发酵进行了全程生产工艺的研究,证实了黑曲霉突变株是一种产孢力强、抗污染能力强、易培养的糖化酶生产菌,经液体深层通风发酵可得出:只要充分利用突变株的有利条件,掌握好菌种特性,合理配制营养,控制好发酵条件,便可获得高酶活力的高产糖化酶。

本实验还运用了几种酶活力测定方法,以资进行优劣探讨。

关键词:黑曲霉;液体通风发酵;糖化酶;酶活力 中图分类号:Q-331 文献标识码:B 一、前言(一)黑曲霉菌种特性 1.黑曲霉的分类地位黑曲霉在分类学上处于:真菌门、半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目、丛梗孢科、曲霉属、黑曲霉群,拉丁学名:Aspergillus niger 。

2.黑曲霉形态、生理、生态特性孢子头呈暗黑色,菌丝体由具横隔的分枝菌丝构成,菌丝黑褐色,顶囊球形,小梗双层,分生孢子球形,平滑或粗糙。

一般进行无性生殖,其可育细胞称足细胞。

3.黑曲霉突变株的形态、生理、生态、特征 在查氏培养基上菌落曲型为炭黑色,有辐射沟纹,从菌落边缘向中心,分化为伸长部位,活性部位,成熟部位,老化部位几个区域即孢子萌发最早出现于中心部位是伸展部位,并逐渐形成密生部位,分生孢子部位,最后在中心出现的是成熟部位,菌落背面无色或稍黄。

(二)糖化酶的分类、地位、性质及用途 1.糖化酶在国际酶学委员会,在系统命名法中的地位糖化酶是淀粉酶,在系统命名法中属水解酶类。

2.糖化酶的性质糖化酶(glucamylase )又名糖化型淀粉酶(glueoamylase )或淀粉葡萄糖苷酶。

其系统名称为淀粉α1.4-葡萄聚糖水解酶。

黑曲霉诱变产糖化酶

黑曲霉诱变产糖化酶

诱变黑曲霉提高糖化酶的生物合成摘要现今,筛选黑曲霉主要通过物理和化学突变。

用溴化乙錠和甲基磺酸乙脂(EMS)轮流处理亲代菌株。

这株突变菌株M4能产生更多的糖化酶。

简介糖化酶时淀粉工业中最重要的一种酶。

它能将淀粉水解成葡萄糖。

葡萄糖在各种食品行业中是一种必要的合成原料。

糖化酶广泛地应用于酿造,造纸,食品,制药,纺织行业中。

黑曲霉通过液态或固态发酵生产糖化酶中,食物残渣也能被利用到。

同时,食物残渣也能用于葡萄糖和啤酒行业中。

糖化酶是一种微生物的胞外酶,并且,它典型的性质是水解a-1,4和a-1,6糖苷键,通过其他酶作用于淀粉合成糖类。

糖化酶能水解非还原端的a-1,4葡萄糖苷键。

糖化酶能被成倍的生成,通过引起野生菌株突变。

据报道,黑曲霉的突变菌株能更好地生产糖化酶。

这种黑曲霉菌株能被紫外线照射或者化学的方法诸如N-甲基,N-硝基,N-亚硝基胍,硫酸二甲脂,甲基磺酸乙脂,溴化乙錠和亚硝酸来引诱突变,提高糖化酶产量。

突变菌株产糖化酶的特性能更好地影响对生淀粉的处理。

生产糖化酶的突变菌株在r-射线的处理下,亲代菌株的特性被改善并且产物乙醇的产量也被提高了。

这个突变黑曲霉是用联合诱变处理的,它产的糖化酶能将麦芽糊精转变为葡萄糖。

多重的轮流突变对葡萄糖的生成有着很好的影响。

糖化酶的比活度和它的热稳定性被提高。

并且,结果通常是提高葡萄糖产量。

对比几种黑曲霉突变株的酶产量和它们的特性,相比于野生株,突变株能更高水平地生产糖化酶。

但是,不管使用怎样的菌株,对所有糖化酶来说,酶的组成和特性都是类似的。

Britly进行本研究的目的是为了证明以小颗粒的形式增长有利于糖化酶生产,而大颗粒的形式则降低了糖化酶的生产量,导致结果不匹配。

现今研究这些的目的是为了激发菌株的潜能,通过化学或者无力突变来增加糖化酶的产量。

原料和方法改善菌株:黑曲霉能通过紫外线和诱变剂得以改善。

用溴化乙錠和甲基磺酸乙脂轮流处理亲代菌株。

两种诱变剂同时使用。

黑曲霉 糖化酶的生产流程设计方案

黑曲霉 糖化酶的生产流程设计方案

糖化酶的生产流程设计方案糖化酶的生产流程设计方案根据题意,某厂期望利用黑曲霉工程菌有氧发酵大量生产糖化酶,年产320吨,一个生产周期约40天,场地可容纳4个发酵罐及其附属设备。

所以,每个发酵罐的工程菌要在每年至少进行9次发酵且每次发酵要达到9吨才能满足题意。

可现有的工程菌TH5只能使每吨发酵液中提取0.04吨糖化酶不能满足生产要求,所以改进现有菌株开始到可销售的产品产出为止的生产流程如下:黑曲霉工程菌TH5改良黑曲霉工程菌TH5筛选优良种子扩大培养发酵罐发酵提炼产品第一步、诱变黑曲霉工程菌,并筛选出优良的、所需黑曲霉工程菌(一)同步培养将黑曲霉菌株接到适合的斜面培养基上,然后在培养基中进行培养。

再将斜面上的菌株进行下列处理。

(二) 黑曲霉菌株悬液制备菌悬液制备取出发菌株转接至缓冲液的三角瓶中(内装玻璃珠,装量以大致铺满瓶底为宜),30℃~35℃振荡30min,用垫有脱脂棉的灭菌漏斗过滤,制成孢子悬液,在细胞计数板上计数并将其调浓度至106~108个/mL,冷冻保藏备用。

(三) 诱变处理用物理方法或化学方法,所用诱变剂种类及剂量的选择可视具体情况决定,有时还可采用复合处理,可获得更好的结果。

1.紫外线处理打开紫外灯(30W)预热20min。

取5mL 菌悬液放在无菌的培养皿(9cm)中,同时制作5 份。

逐一操作,将培养皿平放在离紫外灯30cm(垂直距离)处的磁力搅拌器上,照射l min 后打开培养皿盖,开始照射,与照射处理开始的同时打开磁力搅拌器进行搅拌,即时计算时间,照射时间分别为l min、3min、5 min。

照射后,诱变菌液在红灯下稀释涂菌进行初筛。

2.稀释菌悬液按10 倍稀释至10-6,从10-5 和10-6 中各取出0.lmL 加入到培养基平板中,然后涂菌并静置,待菌液渗入培养基后倒置,恒温培养2~3d。

记录H/C的数值并观察。

3.优良菌株的筛选选出优良的、所需的黑曲霉工程菌株。

第二步、把筛选好的优良的工程菌株进行扩大培养菌种扩大培养的目的就是为每次发酵罐的投料提供相当数量的、代谢旺盛的种子。

黑曲霉固态发酵产糖化酶的研究

黑曲霉固态发酵产糖化酶的研究
Abstract: Taking glucoamylase activity as assessment standard, the medium of solid-state fermentation and fermentation conditions of an Aspergillus niger mutant were studied. The effects of carbon sources, nitrogen sources, smash degree of raw material, water content of medium, temperature, initial pH, fermentation time and inoculum on glucoamylase production during solid fermentation were investigated respectively. It was shown that the optimal conditions for glucoamylase production by the A. niger mutant were as follows: bran: soybean cake meal=3:1; (NH4)2SO4 3%; K2HPO4 0.1%; the raw materials was granulated through 60-mesh sieve; initial pH 5.0; water content of culture medium 120% ; fermentation temperature 32℃; inoculum of spore suspension (108/ml) 2.5 ml/bottle; fermentation time 72 h. Under above conditions, the highest glucoamylase activity was detected as 17800 U/g. Key words: Aspergillus niger; glucoamylase; solid-state fermentation

黑曲霉糖化酶分离纯化与酶学性质研究

黑曲霉糖化酶分离纯化与酶学性质研究

黑曲霉糖化酶分离纯化与酶学性质研究梁新红,孙俊良,唐玉,郭祖峰(河南科技学院,河南新乡453003)摘要:纯化了黑曲霉Aspergillus niger FJL 0801糖化酶,并对其酶学性质进行研究.粗酶液经纯化后,较粗酶液纯化了38.42倍,酶活回收率达到17.45%.酶最适作用温度为60℃;最适反应pH 值为4.5;在60℃下,保温2h 后,相对酶活42%±2.8%.在pH4.5,60℃下,作用时间在60min 以内,其酶活保存89%±2.56%;其酶学性质符合淀粉糖化工业化过程中对酶的要求,该酶比较适合应用于淀粉糖化工业.关键词:糖化酶;黑曲霉;分离纯化;酶学性质中图分类号:TS201.3文献标志码:A 文章编号:1008-7516(2011)04-0024-04Purification and properties of a glucoamylase from Aspergillus nigerLiang Xinhong,Sun Junliang,Tang Yu,Guo Zufeng(Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China )Abstract:A glucoamylase produced by Aspergillus niger FJL 0801was purified and the properties wassubsequently measured.The crude amylase was purified 38.42times with 17.45%recovery of enzyme activity.The enzyme proerties showed that the optimum pH and temperature was 4.5and 60℃,respectively.After a further reaction at pH 4.5for 2h,the relative enzyme activity is 42%±2.8%;and within 60minutes,the relative enzyme activity is 89%±2.56%.The glucoamylase is suitable for applying in starch sugar industry.Key words:glucoamylase,Aspergillus niger ,purification,properties糖化酶又称葡萄糖淀粉酶(Glucoamylase EC 3.2.1.3),是一种外切型糖苷酶,从淀粉的非还原性末端依次水解α-1,4糖苷键,水解下一个个葡萄糖单元,工业上用于将淀粉转化为葡萄糖,因而广泛地用于制药、制酒及氨基酸、有机酸行业,是最重要的工业酶制剂之一[1-2].黑曲霉(Aspergillus niger )是生产葡萄糖淀粉酶重要菌株之一[3-4].发酵液中糖化酶的分离纯化及酶学性质研究对糖化酶在工业中应用至关重要[5].本研究拟对已筛选到的A.niger FJL 0801进行分离纯化,并研究其酶学性质,以丰富糖化酶研究内容,为可能的工业应用开发新的糖化酶资源.1试验材料与方法1.1试验材料菌种:黑曲霉(Aspergillus niger FJL 0801),河南科技学院食品学院微生物实验室冷藏保存.DEAE-Fast Flow 阴离子交换柱(16mm ×100mm ),Superdex-75层析柱(26mm ×600mm ),美国惠普公司.1.2试验方法1.2.1发酵产酶条件发酵摇瓶培养基:淀粉10g ;NaNO 32g ;K 2HPO 41g ;KCl 0.5g ;M gSO 4·7H 2O 0.5g ;FeSO 4·7H 2O 0.01g ;蒸馏水1000mL,自然pH.doi:10.3969/j.issn.1008-7516.2011.04.007第39卷第4期394Vol.No.河南科技学院学报Journal of Henan Institute of Science and Technology2011年8月2011Aug.收稿日期:2011-05-18基金项目:河南省教育厅自然科学研究资助计划项目(2010A550004);河南科技学院博士基金资助项目(08001)作者简介:梁新红(1971-),女,河南新乡人,副教授,博士.研究方向为食品生物技术.发酵摇瓶培养:把发酵摇瓶培养基装入250mL 三角瓶中,装液量为80mL.按5%接种量把半干体培养基接种于发酵摇瓶培养基中,于33℃下恒温摇床培养,转速为210r/min.1.2.2糖化酶的分离纯化发酵液6000r/min 离心15min 去菌体,所得上清液为粗酶液,总量为200mL.粗酶液进行80%饱和的硫酸铵盐析沉淀,8000r/min 离心30min,沉淀经去离子水透析,进行冷冻干燥.冻干后,用3mL 柠檬酸-磷酸氢二钠(pH4.5)缓冲液溶解后,上DEAE-52阴离子交换柱(16mm ×100mm ),采用10mmol 的Tris-HCl 缓冲液(含2mmol CaCl 2,pH8.4)进行平衡,上样后使用含有0~1mol NaCl 的同样缓冲液进行梯度洗脱,洗脱速度为2mL/min,收集合并酶活峰后,上预先经10mmol 的Tris-HCl (pH6.5)缓冲液平衡好的Superdex-50层析柱(26mm ×600mm )进行洗脱,洗脱速度2mL/min,收集合并酶活峰,经去离子水透析,冻干,用于酶学性质研究.1.2.3糖化酶活力测定方法粗酶液活力按照GB/T 1805.2-93测定[6].1.2.4蛋白含量测定按Bradford 方法测定[7],以牛血清白蛋白绘制标准曲线.1.3酶学性质1.3.1最适反应温度及热稳定性在不同温度下按照标准方法测定酶活,以酶活最高者为100%.热稳定性试验中测残余酶相对活力,以未保温的酶液的酶活为100%.1.3.2酶的最适反应pH 值及pH 值稳定性将酶液分别用pH3.0~6.0柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液,pH6.0~8.0磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液稀释,按标准方法测酶活力.1.4数据处理试验平行重复4次.采用DPSv7.55数据处理软件对试验数据的方差显著性进行分析.2结果与分析2.1酶的分离纯化黑曲霉糖化酶粗酶液经硫酸铵盐析、DEAE-52阴离子交换柱和Sephadex G-50凝胶层析后,酶蛋白得到明显纯化.糖化酶的纯化结果如表1.表1糖化酶纯化结果回收率(%)10083.3349.2117.45纯化倍数1.0010.6423.4438.42比酶活(U/mg )1.5216.1735.6358.40总蛋白含量(mg )78174.206123.691367.58145.60总酶活(U )118825.3199020.3748727.058502.86纯化步骤粗酶液盐析DEAE-52Superdex-50由表1可知,纯化后酶的比活力达到了58.40U/mg,较粗酶液纯化了38.42倍.但在纯化过程中,酶活回收率达到17.45%,酶蛋白的损失主要在DEAE-52阴离子交换柱及Sephadex G-50凝胶层析.2.2酶的最适反应温度把经分离纯化的糖化酶在不同温度下测定酶的活力,以探索糖化酶最适作用温度,结果如图1.由图1可知,A.niger FJL 0801糖化酶在30~60℃的温度范围内随着温度升高,相对酶活力(相对酶活规定方法:在一定温度下所测最高酶活,其相对酶活为100%)逐渐升高,在温度为60℃时,相对酶活达最高100%.反应温度高于60℃后,相对酶活急剧下降,温度为70℃时,相对酶活只有16.57%±0.94%,当温度达到90℃时,酶活为零.因此,糖化酶最适作图1温度对A.niger FJL 0801糖化酶活性的影响梁新红等:黑曲霉糖化酶分离纯化与酶学性质研究第4期用温度为60℃.2.3酶的温度稳定性把经分离纯化的糖化酶分别在30~60℃下保温2h,然后测定其残留酶活,即为糖化酶在此温度下稳定性,结果如图2.图2 A.niger FJL 0801糖化酶的温度稳定性图3pH 值对A.niger FJL 0801糖化酶活性的影响由图2可知,糖化酶经2h 保温后,在30~60℃温度范围内其酶活均有损失,温度越高,酶活损失越多.在30℃下,保温2h 后,相对酶活(在不同温度下未保温前测定酶活力的相对酶活力为100%.然后在同样温度下保温2h,再次进行酶活力的测定,测定残留酶活与未保温酶活之比为保温后的相对酶活)为92%±3.2%;在最适作用温度60℃下,保温2h 后,相对酶活只有42%±2.8%.因此,在糖化酶应用时,应同时考虑酶的最适作用温度及应用温度的稳定性,以达到最优糖化效果.2.4酶最适作用pH 值考察在pH 值范围为3.5~7.5的经分离纯化的A.niger FJL 0801糖化酶的最适反应pH 值.结果如图3.由图3可知,该酶的的最适反应pH 值为4.5,在pH4.5~5.5有较高的活力,其相对酶活(规定0h 测定酶活值的相对酶活为100%,其它时间相对酶活为测定酶活值与0h 酶活值之比)为100%±4.13%~76.23%±3.25%.在pH 为3.5和6.5时,酶活极低,相对酶活分别只有5.1%±0.26%和6.59%±0.36%,在pH 为7.0时,检测不到酶活,酶活为0.因此,糖化酶最适作用pH 值为4.5,酶应用中,溶液pH 值应高于4.0及低于6.0.2.5酶的pH 值稳定性在pH 值为4.5时60℃保存一定时间,考察最适作用pH 值稳定性.保存时间设定为0~2h,结果如图4.由图4可知,糖化酶在最适作用pH 值下,60℃作用糊精溶液0~120min,其相对酶活从100%±3.19%降至42%±2.8%,表明在最适作用温度及pH 值下,其酶活力逐渐下降.作用时间在60min 以内,其酶活保存89%±2.56%;继续增加作用时间,其酶活保存率较低,从89%±2.56%降至42%±2.8%.因此,在糖化酶应用中,在酶的最适温度和pH 值下,应掌握好酶的作用时间.3结论黑曲霉糖化酶粗酶液经硫酸铵盐析、DEAE-52阴离子交换柱和Sephadex G-50凝胶层析后,酶的比活力达到了58.40U/mg,较粗酶液纯化了38.42倍,酶活回收率达到17.45%.图4 A.niger FJL 0801糖化酶的pH 值稳定性2011年河南科技学院学报(自然科学版)梁新红等:黑曲霉糖化酶分离纯化与酶学性质研究第4期经分离纯化的糖化酶其最适作用温度为60℃;糖化酶在30℃下,保温2h后,相对酶活为92±3.2%;在最适作用温度60℃下,保温2h后,相对酶活只有42%±2.8%.酶的的最适反应pH值为4.5,在pH4.5下,60℃作用糊精溶液作用时间在60min以内,其酶活保存89%±2.56%;继续增加作用时间,其酶活保存率较低,从89%±2.56%降至42%±2.8%.通过糖化酶的最适作用温度、pH及其稳定性研究,其酶学性质基本符合淀粉糖化工业化过程中对酶的要求,该酶比较适合应用于淀粉糖化工业.参考文献:[1]Giordano R L,Trovati J,Schmidell W.Continuous production of ethanol from starch using glucoamylase and yeast co-immobilizedin pectin gel[J].Applied Biochemistry and Biotechnology,2008,147(1-3):47-61.[2]李旺军,方华,谢广发,等.RSM法优化Aspergillus oryzae AO-01产糖化酶条件的研究[J].食品科学,2007,28(11):322-327.[3]孙俊良,李新华,梁新红.不同碳源对黑曲霉产糖化酶活力的影响[J].食品科学,2008,29(8):433-436.[4]Wang Q H,Wang X Q,Wang X M.Glucoamylase production from food waste by Aspergillus niger under submerged fermentation[J].Process Biochemistry,2008,43(3):280-286.[5]Kumar P,Satyanarayana T.Optimization of culture variables for improving glucoamylase production by alginate-entrappedThermomucor indicae-seudaticae using statistical methods[J].Bioresource 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Polymers,2010,80(3):720-724.[9]董群,邓丽伊,方积年.改良的苯酚-硫酸法测定多醣和寡糖含量的研究[J].中国药学杂志,1996,31(9):550-553.[10]袁志发,周静芋.试验设计与分析[M].北京:高等教育出版社,2000:467.(责任编辑:邓天福)。

黑曲霉AS3.4309产糖化酶培养条件的研究

黑曲霉AS3.4309产糖化酶培养条件的研究

题目:黑曲霉AS3.4309产糖化酶培养条件的研究学院:生命科学院专业:生物技术姓名:学号:指导教师:毕业设计(论文)时间:2010年3月1 日~6月25日共17 周中文摘要对黑曲霉AS3.4309产糖化酶的培养条件进行了研究。

采用糖化力较强的黑曲霉进行液态培养,在单因素实验的基础上,采用4因素3水平正交实验对其产糖化酶的培养条件进行优化。

结果表明,该菌株产糖化酶的最优培养基组成为:玉米粉15%,玉米浆7%,麸皮5%,豆粕粉2%,(NH4)2SO40.15%;培养条件为:接种量10%,发酵液起始pH4.5,30℃,200r/min,摇瓶培养4d,最高酶活力达到382.734U/ml。

关键词:黑曲霉;糖化酶;发酵AbstractThe liquid fermentation conditions for the glucoamylase production by Aspergillus niger AS3.4309 were studied. Based on single factor test, the glucoamylase production conditions were optimized by L9(34)orthogonal test. The results indicated that the optimal medium contained 12% corn starch,1%corn steep liquor,3%bran,2%soybean flour and 0.15%(NH4)2SO4.The culture conditions were as follows: inoculum size 10%,initial pH 4.5,temperature 30℃,shaker speed 200 r/min and culture time 4d. Under above conditions ,the highest glucoamylase activity reached382.734U/ml.Key words: Aspergillus niger ;glucoamylase ; fermentation目录中文摘要 (2)ABSTRACT ...................................................................................................... 错误!未定义书签。

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第19卷 第7期 牡丹江大学学报 Vol.19 No.7 2010年7月 Journal of Mudanjiang University Jul. 201092 文章编号:1008-8717(2010)07-0092-03黑曲霉生产糖化酶及酶活测定单 海 艳(牡丹江大学,黑龙江 牡丹江 157000)摘 要:本文对黑曲霉突变株Uv11-48生产糖化酶液体深层发酵进行了全程生产工艺的研究,证实了黑曲霉突变株是一种产孢力强、抗污染能力强、易培养的糖化酶生产菌,经液体深层通风发酵可得出:只要充分利用突变株的有利条件,掌握好菌种特性,合理配制营养,控制好发酵条件,便可获得高酶活力的高产糖化酶。

本实验还运用了几种酶活力测定方法,以资进行优劣探讨。

关键词:黑曲霉;液体通风发酵;糖化酶;酶活力 中图分类号:Q-331 文献标识码:B 一、前言(一)黑曲霉菌种特性 1.黑曲霉的分类地位黑曲霉在分类学上处于:真菌门、半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目、丛梗孢科、曲霉属、黑曲霉群,拉丁学名:Aspergillus niger 。

2.黑曲霉形态、生理、生态特性孢子头呈暗黑色,菌丝体由具横隔的分枝菌丝构成,菌丝黑褐色,顶囊球形,小梗双层,分生孢子球形,平滑或粗糙。

一般进行无性生殖,其可育细胞称足细胞。

3.黑曲霉突变株的形态、生理、生态、特征 在查氏培养基上菌落曲型为炭黑色,有辐射沟纹,从菌落边缘向中心,分化为伸长部位,活性部位,成熟部位,老化部位几个区域即孢子萌发最早出现于中心部位是伸展部位,并逐渐形成密生部位,分生孢子部位,最后在中心出现的是成熟部位,菌落背面无色或稍黄。

(二)糖化酶的分类、地位、性质及用途 1.糖化酶在国际酶学委员会,在系统命名法中的地位糖化酶是淀粉酶,在系统命名法中属水解酶类。

2.糖化酶的性质糖化酶(glucamylase )又名糖化型淀粉酶(glueoamylase )或淀粉葡萄糖苷酶。

其系统名称为淀粉α1.4-葡萄聚糖水解酶。

糖化酶是一种胞外外切酶,但其专一性低,主要是从淀粉链的非还原性末端切开α-1.4-键。

一般淀粉水解程度达80%。

(1)糖化酶中糖和蛋白组成糖化酶是一种糖蛋白,通常碳水化合物占4%-18%,这些碳水化合物主要是半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺和甘露糖,糖化酶残基的排列在其热和酸碱稳定性上有特殊意义。

(2)糖化酶组分多型性真菌产生的糖化酶组分多型性是常见的,市售的糖化酶中可分离出葡萄糖酶І和葡萄糖酶И两种组分。

而市售黑曲霉生产的糖化酶曾分离出六种活性组分,每种均可从可溶性淀粉中释放出单一的β-D-葡萄糖。

这六种组分的分子量,沉淀系数,化学组分,等电点,酶的动力学及其它性质各异。

培养基成分和的生产条件对糖化酶组分多型性也有影响,天然糖化酶在微生物培养或酶的制备过程中可能受葡萄糖苷酶和蛋白酶的作用而成多型性的酶类。

(3)糖化酶的热稳性工业用的糖化酶都是利用它的热稳性,α-环状糊精可提高糖化酶的热稳性,最适温度范围一般为50℃~60℃。

(4)从酶PH 稳定性上看: 糖化酶具较宽的PH 值适应范围,但最适PH 为4-5。

(5)Ca 离子与酶结合后可使结构变得松散些,更有利于催化反应。

(6)糖化酶与底物亲和性收稿日期:2009-11-26作者简介:单海艳(1977—),女,牡丹江大学化工系讲师,研究方向:生物教学。

糖化酶是将麦芽糖糊精转化为D-葡萄糖,底物水解速度主要受底物分子的大小及结构影响。

同时也受水解碳链序列中F一个键的影响,碳链越来越大。

其最大反应速度随底物碳链的增长而增加,呈线性变化。

3.糖化酶的用途主要用途是作淀粉糖化剂。

在食品工业制造葡萄糖、麦芽糖、糊精糖浆和直链淀粉薄膜,改善面色质地,加工蔬菜、制造菜汁、菜泥。

在发酵工业方面与α-淀粉一起还广泛用在谷氨酸、柠檬酸发酵生产中,作为淀粉原料,代替了麦芽和液体,提高了淀粉利用率。

在我国,糖化酶还用于处理原理,水解棉中的低聚糖,减少棉纤维的粘缠以利于纺纱。

二、材料与方法(一)材料:菌种:黑曲霉仪器:恒温培养箱 离心机 水浴锅恒温液体振荡培养器小型液体发酵罐分光光度计等试剂:链霉素 0.1%苯甲酸钠乳酸氢氧化钠硫酸铵等(二)方法液体深层发酵工艺流程:试管斜面菌种→种子扩大培养→液体深层通风发酵→过滤→离心→干燥→粗酶制剂→酶活测定配方:斜面种子培养基:蔗糖30g 硫酸铵3g 磷酸氢钾1g 硫酸镁0.5g 硫酸铁0.01g 水 1000 ml 琼脂2% 液体摇瓶扩大培养基:玉米面4%,豆饼粉3%麦麸1% Kcl 0.5g 水1000ml自然PH通风恒温液体深层通风发酵培养基:玉米粉10% 豆饼粉4%麦麸1%水1000ml PH 4.51.粗酶提取发酵液→过滤→盐析→固形物→烘干→加入淀粉添充剂→磨粉→粗酶制剂。

2.酶活力测定酶活力测定方法(一)钢圈法:5ml3%琼脂倒皿 →再加5ml 可溶性淀粉与3% 琼脂→放入三个灭过菌的钢圈 分别滴入不同浓度的酶液→定期测定透明圈直径。

(二)比色法:10ml 20%可溶性淀粉 5ml柠檬酸 PH4.8(对照不加酶液,处理加1ml) 加1ml 10%NaOH终止反应,对照补加1ml酶液→滤纸过渡→比色。

三、结果与讨论(一)结果1.钢圈实验结果如下表:糖化酶钢圈测试时间 编号 1cm 2cm 3cm 平均值23日8:101号(原液) 1.365 1.365 1.340 1.35723日8:102号(稀释1倍) 1.320 1.290 1.270 1.29023日8:103号(稀释2倍) 1.170 1.165 1.165 1.16723日11:101号(原液) 1.4555 1.475 1.475 1.46323日11:102号(稀释1倍) 1.340 1.380 1.380 1035523日11:103号(稀释2倍) 1.315 1.365 1.325 1.33523日16:001号(原液) 1.460 1.525 1.500 1.49523日16:002号(稀释1倍) 1.365 1.370 1.385 1.37323日16:003号(稀释2倍) 1.220 1.26.0 1.255 1.24524日8:301号(原液) 1.760 1.765 1.760 1.76224日8:302号(稀释1倍) 1.375 1.470 1.400 1.41224日8:303号(稀释2倍) 1.300 1.350 1.325 1.3262.DNS测定结果如下表糖化酶酶活测定反应时间含糖酶解产糖 CK 处理 CK 处理比色反应 Ehr 10 min 0.094 0.25 0.480 1.219 0.738 8.368 50.21 30min 0.041 0.338 0.229 1.635 1.406 23.89 47.79 平 均49(二)分析本实验得到酶活性一般,分析原因如下:1.发酵当中,基质粘度过大,菌丝发生球结,这是通气不足的原因,因通气不足,氧的含量较低,造成代谢不彻底,有机酸积累,PH始终降低,正常发酵,应是PH先下降然后开始回升,结束发酵。

932.原材料当中的玉米粉可能染有杂菌,原材料的营养成份肯定有一定变化,杂生产过程中所产生的代谢物对发酵可能有一定的影响,本实验没有做检测,在此提出有待于进一步探讨。

3.糖化酶是诱导酶。

淀粉能诱导酶的形成,培养基中淀粉浓度与糖化酶的酶活及糖化酶的mRNA含量成正相关,在培养基中适当提高培养基中淀粉含量,可以增加产酶的量,酶活也有所提高。

本实验没有添加任何诱导物。

4.适当浓度的钙离子对加强酶活力,保护酶有一定的作用,在发酵过程中加产酶促进剂,如:吐温-80与可促进产酶。

5.在发酵过程中有杂菌污染,曾用链霉素加以控制。

以上几项对酶活力和酶量有着直接或间接的影响,当然在实验操作过程中,一些人为的因素,人为的误差对实验也有一定影响。

四、小结用液体深层发酵生产糖化酶,由于黑曲霉具很强的抗污染力,生产力强,易培养,所以菌种培养条件一般很好控制,不会受到污染,而发酵条件难以控制。

这正是提高酶活的关键。

据中科院研究认为,酶的形成时刻与培养时间无关,而与培养基的PH变化有关,只有当PH从3.0回升时才能开始检测出酶活力,PH回升到4.5以后酶开始大量形成。

参考文献:[1]郭勇.酶工程.科学出版社,2004.[2]尹光琳.发酵工业全书.中国医药科技出版社,1992.(上接77页)这套理论,运用了早期转换生成语法中的“核心句”的概念,打破了传统句法的束缚,使用更能反映词与词深层关系的分词法,彻底抛弃了传统语法中词性(parts of speech)对译者的禁锢,使用符合同构现象翻译中表面的差异可能恰恰是深层的一致。

换句话说,一个符号从一个体系中搬到另一个体系中保留原来的面貌虽然在表面看是忠于原有的符号,但实际上可能恰恰背叛了原来的符号。

将2从2-4-8这一体系中拿出来,放到16-32-64这个体系中,就应该将2改成16;因为在后面一体系中能真实反映2在原来体系中价值的恰恰是16。

这样奈达建立起了一套强调目的语或者叫做强调“归化”译法的理论。

只要在20世纪80年代关注过翻译研究的人一定会发现,奈达这个名字几乎是翻译研究人员挂在嘴边的常用词,讨论翻译几乎到了言必称奈达的地步。

我们比较一下“功能对等”和“信达雅”等中国翻译标准,就会发现它们从本质上有殊途同归之妙。

尽管奈达长篇大论,引经据典,使用了语言学、符号学等概念,他得出的结论和“信达雅”、“神似”、“化境”有很多相似之处。

两者表达的角度和方法上完全不同,一个客观把握,一个微观求证,但在指导翻译实践中,基本上都是把译者往相同的方向引导。

由于奈达的理论有其不严密的地方,所以后来招来了不少批评,主要认为他的理论太宽松,容易忽略原文语言文化的特色。

如根据奈达的理论,有些文化中男子见面时要亲面颊,但西方文化在同样的场合都是握手。

因此可以说,亲面颊这一符号的功能对等物就是握手。

这一下,反对的人一定就多了,因为显然在握手和亲面颊之间存在着极大的文化差异,这么一对等,不就抹掉了原文的文化特色吗?(叶子南,2004:261)结束语:说到翻译标准,最具代表性和权威性的,莫过于严复的“信达雅”与奈达的“功能对等”了。

然而,这两个标准都有其自身的不足,不足以作为“翻译标准”的承担者。

“翻译标准”在哪里?谁能找到呢?我们期待着。

参考文献:[1]黄忠廉,李亚舒.科学翻译学[M].北京:中国对外翻译出版公司,2004.[2]刘扬,王佳娣.信达雅——箴言化高层级的翻译标准[J].湘潭大学学报,2007,(5).[3]沈云龙.梁任公近著.佛典之翻译:中卷[C].台北:文海出版社,1985.[4]叶子南.英汉翻译对话录[M].北京:北京大学出版社,2004.[5]郁达夫.读了珰生的译诗而论及于翻译[J].论语,1933, (8).[6]张培基等.英汉翻译教程[M].上海:外语教育出版社,2007.94。

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