枯草芽孢杆菌产淀粉酶试验要点
枯草杆菌生产_淀粉酶的研究

10科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald2010 NO.29Science and Technology Innovation Herald研 究 报 告α-淀粉酶是在淀粉加工、食品工业、医药工业、发酵工业及酿造、制糖和纺织工业上应用广泛的酶种,也是目前国内外应用最广、产量最大的酶种之一。
α-淀粉酶一般可由微生物发酵产生,也可由植物和动物提取。
目前,工业生产上都以微生物发酵法为主进行大规模生产α-淀粉酶。
我国从1965年开始应用枯草芽孢杆菌(Bcaillussubtilis)BF-7658生产α-淀粉酶,当时仅无锡酶制厂独家生产,年产量为10.22吨。
现在国内生产酶制剂的厂家己发展到上千个,其中约有40%~50%的工厂生产α-淀粉酶。
总产量上万吨。
近年来,国外生产耐热α-淀粉酶发展较快,己从嗜热真菌、高温放线菌、特别是从嗜热细菌(嗜热脂肪芽孢杆菌B.stearothermophilust和地衣芽孢杆菌B.licheniformus等)中分离得到了耐高温的α-淀粉酶菌种。
但就国内而言,虽己开展了耐高温α-淀粉酶的研究工作,目前仍以枯草杆菌菌株生产α-淀粉酶为主。
本文就枯草杆菌在淀粉培养基上产α-淀粉酶做一下研究,其对在以玉米(淀粉含量为70%~75%)或大米(淀粉含量为80%~85%)主要原料的发酵酿酒过程,具有实际的指导意义。
1 材料和方法1.1实验材料1.1.1菌种 枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)为实验室保藏菌种。
1.1.2种子培养基 马铃薯固体(及液体)培养基(简称PDA,马铃薯200g、蔗糖20g、琼脂15g、水1000ml、PH自然,马铃薯去皮,切成块煮沸30min,然后用纱布过滤,再加糖及琼脂,溶化后补足水至1000ml。
121℃灭菌30min)1.1.3发酵培养基 淀粉液体培养基(可溶性淀粉、蒸馏水、pH自然。
产淀粉酶芽孢杆菌分离与酶活力测定

产淀粉酶芽孢杆菌的分离、纯化并发酵测定淀粉酶活力杨敏仪,罗桂莲,关婷婷,黄真梅,肖维兴,梁妃法注明:蓝色字体是已修改的一、实验目的1、掌握分离鉴定产淀粉酶微生物的方法;2、掌握测定酶活力的方法;3、培养自行设计、实施实验的能力。
二、实验原理1、土壤中含有各种微生物,其中产淀粉酶的枯草芽孢杆菌含量在不同土壤中含量也不同,因此实验前进行预埋工作,能使土壤中产淀粉酶的细菌含量增加。
待实验前取样即可。
2、在只用淀粉充当碳源的选择培养基中,只有能产生淀粉酶利用淀粉的菌体能成为优势菌种。
在淀粉选择培养基中,产淀粉酶的菌种可以得到富集及分离。
3、菌体可经革兰氏染色后在显微镜下被判断出是否为枯草芽孢杆菌。
4、在含有淀粉的鉴别培养基上的平板上,具有产淀粉酶能力的枯草芽孢杆菌,水解淀粉生成小分子糊精和葡萄糖,在淀粉平板上菌落周围出现水解圈,但肉眼不易分辨,滴加碘液,未水解的淀粉呈蓝色,水解圈无色。
三、实验材料1、土壤样品湛师弘志苑后面的花圃,实验前一周在距土壤表层5—8厘米左右处填埋馒头,实验前一天用塑料袋在预埋处取样。
2、培养基淀粉培养基:可溶性淀粉1%,蛋白胨1%,葡萄糖0.5%,氯化钠0.5%,牛肉膏0.5%,琼脂粉2.0%,pH7,配制300ml种子培养基:牛肉膏0.5%,蛋白胨1%,氯化钠0.5%,可溶性淀粉0.5%,琼脂粉2.0%,pH7,配制300ml发酵培养基:玉米粉 2% ,黄豆饼粉1.5 %, CaCl20.02% , MgSO40.02 %, NaCl 0.25 %, K2HPO4 0.2 %,柠檬酸钠0.5 % ,硫酸氨0.075(溶解后),Na2HPO4 0.2% ,校正pH7.0,发酵培养条件为:温度37℃,装液100ml/250ml,配制200 ml3、试剂草酸铵结晶紫染液,95%乙醇,番红水溶液、卢戈氏碘液4、玻璃器皿锥形瓶(250mL)3个,培养皿40个,涂布棒1根,移液管(1mL)10根,试管15根,烧杯(250mL)5个,盖玻片、载玻片若干,5、其他仪器及设备:天平,pH试纸,棉花,牛皮纸,玻璃珠,超净工作台,生化培养箱,电热干燥箱,高压蒸汽灭菌锅,水浴锅,显微镜,接种环等四、实验步骤1、样本采集①在预埋处采取土样用塑料袋装好,不要损坏土壤的内部结构。
枯草芽孢杆菌产淀粉酶基因的克隆与表达

枯草芽孢杆菌产淀粉酶基因的克隆与表达枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)是一种在垃圾堆、陆地和淡水中常见的细菌,它可以合成淀粉酶,参与食品加工和制药等领域。
为了深入研究芽孢杆菌产淀粉酶的机制,本文旨在克隆和表达枯草芽孢杆菌的淀粉酶基因,为今后的更深入研究奠定基础。
研究中,我们首先从枯草芽孢杆菌的形态学特性中确定菌株,然后利用定点突变技术,以外源基因引入枯草芽孢杆菌,以达到调控基因表达的目的。
实验中,通过对枯草芽孢杆菌分离介质DNA的提取、限制性内切酶扩增以及后续的PCR扩增,我们能够从大量杂合DNA中克隆出淀粉酶基因的片段,然后进行终止密码子转录、酶切以及连接方面的实验,最终可以将淀粉酶基因克隆入宿主细菌质粒中,从而表达淀粉酶蛋白。
经过蛋白质免疫印迹分析,可以看到从枯草芽孢杆菌中克隆和表达的具有淀粉酶功能的蛋白质,在不同pH条件下具有较强的淀粉水解能力,与未经克隆表达的芽孢杆菌菌株相比,淀粉酶产量有了显著提高。
基于以上结果,我们总结出了枯草芽孢杆菌产淀粉酶基因的克隆与表达的技术方案,为今后的深入研究提供基础,也为特定乳酸菌淀粉酶防护剂的研发提供参考价值。
本文通过介绍枯草芽孢杆菌产淀粉酶基因的克隆与表达,探索了枯草芽孢杆菌淀粉酶的分子机制,证明了定点突变技术对淀粉水解能力的增强作用,为淀粉酶的进一步研究提供了可靠的技术手段。
未来,
我们将借助于新的基因技术等技术平台,进一步深入研究芽孢杆菌淀粉酶的功能、结构和稳定性,以期能更好地利用该酶的乳化作用,为食品加工和药物制造等领域提供支持。
枯草芽孢杆菌产淀粉酶条件的优化

湖北农业科学 Hubei Agricultural Sciences
Vol. 50 No.11 Jun.,2011
枯草芽孢杆菌产淀粉酶条件的优化
赵望锋 1,周 晶 2 (1.滨州学院经济与管理系,山东 滨州 256600;2.曲阜师范大学生命科学学院,山东 曲阜 273165)
收 稿 日 期 :2010-12-03 基 金 项 目 :山 东 省 优 秀 中 青 年 科 学 家 奖 励 基 金 项 目 (2008BS09011 );山 东 省 自 然 科 学 基 金 项 目 (2009ZRB01461 ) 作 者 简 介 :赵 望 锋 (1981-),男 ,山 东 莱 芜 人 ,助 教 ,硕 士 ,主 要 从 事 微 生 物 生 态 学 教 学 和 研 究 ,(电 话 )0543-3191175 (电 子 信 箱 )
摘要:以枯草芽孢杆菌为试验菌株,采用液态培养基发酵,探讨枯草芽孢杆菌产 α-淀粉酶的最佳发酵条
件,分别对碳源、氮源、发酵时间、接种量、培养基初始 pH 进行单因素试验,在此 基础上对碳源浓度、氮源
浓度、接种量、培养基初始 pH 这 4 个因素进行了 L9(34)正交优化试验。 结果表明,葡萄糖优于其他碳源,
1 材料和方法
1.1 试验材料 1.1.1 菌 种 枯 草 芽 孢 杆 菌 分 离 自 山 东 省 曲 阜 市 污水处理厂。 1.1.2 培 养 基 种 子 培 养 基 为 牛 肉 膏 蛋 白 胨 培 养 基;发酵培养基用牛肉膏蛋白胨液体培养基。 1.1.3 主要试剂和溶液的配制 磷酸氢二钠-柠檬 酸缓冲液 (pH 6.0): 称取磷酸 氢二钠 (Na2HPO4· 12H2O)45.23 g、柠 檬 酸 (C6H8O7·H2O)8.07 g, 用 蒸 馏 水溶解并定容至 1 000 mL。 配好后用 pH 计校正。 质 量浓度为 2%的淀粉溶液:称取可溶性淀粉 2.0 g,用 少量蒸馏水调匀,徐徐倾入煮沸的水中,加热煮沸
枯草杆菌生产α-淀粉酶的研究

淀 粉 酶活 力 。 果示 干表 1 菌 体 生长 和 结 。
产 酶 的最 适 温 度 均 在 3 7℃。 度 高 于4 温 4℃
1 1 1菌种 枯 草芽孢 杆 菌( a i u 菌体 生 长 和 酶 活 力 迅 速 下 降 。 .. B cl s l () 2 培养 基 对 菌体 生 长 和 产 酶 的 影 响 , 同在 最适 温 度 3 ℃下 , 同的 接 种量 、 同 7 相 相
枯草 芽孢 杆 菌在马 铃 பைடு நூலகம்
薯 固体 培养 基( 简称P A) 7 D 上3 ℃培养 1 h 2 后 3 结 论 1 2 2液体 种子 的制备 .. 1 0 三角瓶 0 mL 0一淀粉 酶是 产量 在 , 【 用途 广 的 酶制 剂 品种 之 一 , 国 目前 枯草 杆 菌 a一 粉酶 是 我 淀
一
实 际 的 指导 意 义 。
津产S 0 0 H6 0 A型) 3 在2 ℃至4 ℃范 围内培养 4 枯草 芽孢杆 菌( a iu u t i ,6 后 测定 B c ls s bi s 3 h l l)
一
般 可 由微 生 物 发 酵 产 生 , 可 由植 物 和 也 动物提取 。 1材料和方法 目前 , 业 生 产 上 都 以 微 生 物 发 酵 法 1 1实验材料 工 .
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了耐 高 温 a一淀粉 酶 的 研 究工 作 , 目前 仍 以 1 2. . 1菌种 激活
使 用
适 培 养 时 间为 3 h。 6
从土壤中分离产淀粉酶的芽孢杆菌实验方案

从土壤中分离产淀粉酶的芽孢杆菌实验方案实验方案:从土壤中分离产淀粉酶的芽孢杆菌实验目的:分离产淀粉酶的芽孢杆菌,用于后续淀粉酶相关研究。
实验步骤:1.样品采集:选择含有潜在产淀粉酶的土壤样品,如农田土壤或果园土壤。
2.稀释培养:将采集的土壤样品用无菌PBS缓冲溶液稀释,并进行均匀悬浮。
3.接种装置:将土壤悬浮液均匀涂布在含有淀粉的固体培养基上,使用毛细管或平面接种棒操作,确保样品均匀地接种在培养基上。
4.培养条件:将接种好的培养基培养皿在适宜的培养条件下培养。
适宜的培养条件包括温度、湿度和氧气供应等。
一般来说,菌株生长的适宜温度为30-37摄氏度,湿度为60-70%。
5.纯化分离:通过制备出来的细菌菌落将产酶菌株分离出来。
可以使用毛细管、骨牌、环针等工具,分别挑取单个菌落并将其转移到含有淀粉的培养基上。
6.传代培养:将分离出来的产酶菌株进行传代培养,以确保其菌落的特性稳定。
7.筛选鉴定:通过淀粉酶活性分析等方法,对分离出来的菌株进行筛选鉴定。
一般来说,可采用滴定法或I2-KI法测定淀粉酶活性。
根据颜色变化或者酶活性指标的变化,筛选出淀粉酶产量较高的菌株。
8.鉴定菌株:对产淀粉酶的菌株进行鉴定,确定其属于芽孢杆菌的种属。
可以采用传统的形态学和生理生化特性鉴定方法,如菌落形态观察、革兰染色、氧需气性、形状和运动情况等。
9.鉴定纯化:最后,对鉴定出来的菌株进行纯化培养,以获得纯种淀粉酶产生菌。
实验注意事项:1.采集样品时要避免采集过于含油的土壤,以免对实验造成干扰。
2.在操作过程中要做好防护,戴手套,避免污染样品。
3.在培养过程中注意严格无菌操作,以避免外源菌的污染。
4.在菌株的鉴定过程中,要仔细观察菌株的形态特征,并结合多种鉴定方法综合分析。
5.实验过程中要注意做好记录,包括实验步骤、结果、观察和记录等。
总结:通过上述实验方案,我们可以从土壤中分离出产淀粉酶的芽孢杆菌。
这有助于开展后续淀粉酶相关的研究,包括酶的生物化学性质、作用机制等。
产淀粉酶的枯草杆菌正交试验

产淀粉酶的芽孢杆菌正交试验一、实验目的在基础发酵试验的基础上,通过正交实验对芽孢杆菌的发酵条件进行优化,确定培养芽孢杆菌的最佳碳氮比的培养基配方。
二、实验原理采用正交实验的方法,通过改变碳源氮源的比例培养芽孢杆菌,就可找出芽孢杆菌的最佳碳氮比的培养基配方。
三、实验材料及仪器1、筛选出来的产淀粉酶芽孢杆菌。
2、菌种:从商丘师院土壤中分离出的产淀粉酶的芽孢杆菌3、种子培养基:蛋白胨1 % ,酵母浸出物0. 5 % ,氯化钠1 % , pH自然4、基础发酵培养基:蔗糖1 % ,蛋白胨1 % ,磷酸氢二钠0. 2 % ,磷酸二氢钠0. 2 % ,pH 7.05、仪器:控温摇床、高压蒸汽灭菌锅、电子天平、分光光度计、烧杯、玻璃棒、锥形瓶等四、实验步骤1、培养基的配制:称量:按下表培养基配方比例依次准确称取,放入烧杯中溶化:在烧杯中先加少许水,用玻棒搅匀,在石棉网上加热使溶化,再加水至所需的体积。
调pH:用Na OH 或HCl调pH至7.0加塞、包扎、灭菌。
2、菌种活化将保存的菌种转接到斜面培养基,37 ℃培养24 h ,备用。
3、种子液的制备取一环活化的菌种,接入装量为50 mL 种子培养基的250 mL 三角瓶中,37 ℃,180 r/ min 培养18 h。
4、摇瓶培养分别取1 mL 种子液,接入盛有50 mL发酵培养基的200 mL三角瓶中(接种量为2 % ,V/ V) 。
置摇床中,30 ℃振荡培养12 h ,转速为160 r/ min ,进行单因素和正交实验的发酵条件研究。
5、培养基的单因素实验碳源:分别用1 %葡萄糖、和麦芽糖等量替代基础培养基中的蔗糖制成培养基。
采用摇瓶发酵培养条件,12 h 后测定发酵液中的活菌含量以确定最佳碳源。
氮源:分别用1 %酵母浸出物、牛肉膏替代基础发酵液1 %的胰蛋白胨。
采用摇瓶发酵培养条件,12 h 后测定发酵液中的活菌含量,以确定最佳氮源。
6、正交实验设计将筛选出的最优的碳源、氮源2 个重要因素,选用2 因素3 水平正交表进行实验,以做进一步优化7、测定方法用分光光度计法测定菌体数五、结果分析根据所得结果,列表比较找出最佳培养方案,即为此芽孢杆菌的最佳碳氮比配方。
实验二 枯草杆菌摇瓶发酵生产α-淀粉酶

三、仪器和试剂
1、菌种:枯草芽孢杆菌
2、仪器耗材:恒温培养箱、冰箱、高压灭 菌锅、无菌操作台、摇床、托盘天平、分 析天平、电炉、白色搪瓷杯、三角瓶、量 筒、纱布、绳子、pH 试纸、玻棒等。
四、实验步骤
1、菌种:枯草杆菌(已活化好,每组1支)
2、培养基的准备: 3、工艺条件: 查资料,自行设计 查资料,自行设计
发酵结束时,显微镜检查每个发酵瓶是否污染,
若无污染合并发酵液并测定发酵酶活目的、实验原理、实验内 容、实验步骤、实验结果与分析,讨论, 参考文献。 实验中存在哪些问题,如何改进;若实验 结果偏差较大需认真分析原因。
实验二 摇瓶发酵生产α-淀粉酶
一、实验目的
掌握酶的发酵生产方式之——微生物发酵 产酶;
学习和掌握摇瓶培养的方法。
二、实验原理
微生物发酵法是实际生产中酶制剂制取的主要方 法。发酵生产中多用液体深层发酵法制备酶。
在进行大规模液体深层发酵法生产酶制剂之前, 必须首先在实验室对保藏的目的菌种进行活化和 扩大培养,制得生产种子。 扩大培养多采用摇瓶培养,即在锥形瓶中加入一 定量的液体培养基,在摇床上以一定转速摇动进 行恒温培养。 摇瓶培养也是实验室模拟生产上进行发酵产酶的 一种模拟实验。
4、菌种的制备:将成熟的菌种斜面在无菌条件下 注入10 mL 的无菌水,振荡成均匀的孢子悬浮液, 同时测孢子浓度。 5、接种:待灭菌后的培养基冷却后,分别将以制 备好的孢子悬浮液接入培养基中,接种量为2 mL, 共接5 瓶(100ml/250ml瓶),做好标记。
四、实验步骤
固液分离:方法自定;
获得的澄清发酵液-18℃保存,可装入矿泉水瓶 子中,备下次实验使用。 发酵过程中pH、酶活力的动态变化(可以每隔12h 测定直到发酵结束);其他指标?
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枯草芽孢杆菌产α-淀粉酶发酵试验
化学与生命科学学院
摘要:以枯草芽孢杆菌(BacilusSubtilisBF—7658)为实验菌株,通过种子扩大培养,选出生长力旺盛的菌株进行液体摇瓶发酵。
通过测定不同发酵时间生产的酶活,来初步估计发酵最佳时期和终点。
关键词:枯草芽孢杆菌,α-淀粉酶,液体摇瓶发酵,酶活
淀粉酶是能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称,包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。
芽孢杆菌主要用来产生α-淀粉酶和异淀粉酶,其中α-淀粉酶又称淀粉1,4-糊精酶,能够切开淀粉链内部的α-1,4-糖苷键,将淀粉水解为麦芽糖、含有6 个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖;而异淀粉酶又称淀粉α-1,6-葡萄糖苷酶、分枝酶,此酶作用于支链淀粉分子分枝点处的α-1,6-糖苷键,将支链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。
通过发酵实验,我们可以以酶活为依据,初步估计发酵的最佳时期和发酵终点。
实验材料和方法
一、实验材料:
(一)实验菌株:以枯草芽孢杆菌(BacilusSubtilisBF—7658)
(二)培养基:
1、种子培养液
葡萄糖 1%
Tryptone(胰蛋白胨):1%,
Yeast Extract(酵母提取物):0.5%,
NaCl(氯化钠):1%
调pH7.2
若配置固体培养基,则再加入1.5% 琼脂。
2、产淀粉酶发酵培养液
玉米粉 2 .0 %
黄豆饼粉1 .5%
CaCl 2 0 .02 %
MgSO4 0 .02%
NaCl 0 .25%
K2HPO4 0 .2%
柠檬酸钠0 .2%
硫酸铵0 .075%
Na2HPO4 0 .2 %
调节pH 值7 .0
(三)0.02M磷酸缓冲液(pH6.0)
(四)实验仪器
离心机、水浴锅、250mL三角瓶、试管
二、实验
1、分别按培养基配方配制种子培养基和发酵培养基。
2、种子斜面及种子液准备
– A. 挑取单菌落从平板转接于新鲜种子斜面培养
基,37℃,24h作菌种(3支/组)。
– B. 将配好的种子培养液按每瓶50mL分装于
250mL三角瓶中灭菌( 100KPa 20min )。
– C. 在无菌操作条件下,将活化的菌株接种于以上培
养液中(每支斜面接两瓶),37℃ 120r/min振荡培养16h作种子液。
(6瓶/组)
3、发酵培养
–按15-20%的接种量接种于装有50mL已灭菌菌发酵
培养基的250ml三角瓶中。
37℃培养48h。
–在无菌操作条件下,每4h取样2mL,测定酶活。
40-48h酶活降低后结束实验。
三、α淀粉酶活性测定
(1)上清酶液:发酵液0.8ml 5000rpm/5min,吸取上清0.5ml备用。
(2)吸取0.1mL标准糊精溶液,转入装有0.3mL标准碘液的瓷板空穴中,以此作为比色的标准。
(3)在比色管中加入2%可溶性淀粉液20mL,加磷酸缓冲液5mL,在60℃水浴中平衡约5min,加入0.5mL上清酶液,立即计时,并充分混匀。
(4)定时(~15s)取出0.1mL反应液于预先盛有0.3ml比色标准碘液的比色瓷板孔内,当颜色反应由紫色逐渐变为红棕色,与标准孔色相同时,即为反应终点,记录时间t
四、计算酶活
计算淀粉酶活力
酶活力(U/mL) =(60/t×20×2%×n)÷0.5
• 式中t为反应时间(分),
• n为酶液稀释倍数,
• 0.5是使用的酶液量(mL),
• 20是可溶性淀粉溶液体积ml
五、溶液配制
碘原液:
– 1.1克碘化钾加少量水溶解,加入碘0.55克,溶解后定容至25ml,
贮于棕色瓶中;
0.02M磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液(pH6.0)
–称取45.23g磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)、8.07g柠檬酸,用水
溶解并定容至1000mL,配好后用pH计校正其pH至6.0。
比色用标准碘液:
–取碘原液2ml,加碘化钾20g,蒸馏水定容至500ml贮于棕色瓶中; 2%可溶淀粉:
–称取可溶淀粉2克加少量水调成糊状,在搅拌下缓缓加入约70mL
沸水中,然后用水分次冲洗残余淀粉后加入沸水,继续加热煮沸至透明(约
20min),冷却后加水定容至100ml。
(当天配制)。
标准糊精溶液
–称取分析纯糊精0.06克加少量水调匀,倾入80-90ml沸水中,冷
却后加水定容到100ml
结果
α-淀粉酶产生的时间
在上述培养条件下,12小时之前蛋白酶活力较低,36小时达到高峰,继续培养至60小
时,酶活逐渐下降,结果见表1。
表α-淀粉酶活力与培养时间的关系 .
α-淀粉酶的活力随细胞的生长而增强,进入对数期后,酶活显著提高。
培养至36小时,随着芽抱、晶体的脱落亦即随着菌体的自溶,酶活达
到高峰。
参考文献
1.唐丽江,王振华,王迪.安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2009,37(12):53 62-5363,5371
2. 陶文沂, 桧山圭一郎, 浜田信威, 竹西繁行, 冈田茂孝. 枯草芽孢杆菌糖化型α-淀
粉酶的研究(Ⅰ)——糖化型淀粉酶的发酵生产条件及纯化[J]. 食品与生物技术学报, 1984, (02)。