高产果胶酶菌株的筛选鉴定及其发酵条件研究_陈勇强(2)

图6碳源对产酶的影响

Fig.6Effectofcarbonsourcesonpectinaseactivity

力高于果胶。

以桔皮粉为最适碳源，分别添加0.8%~4.0%的桔皮粉，考察添加量的影响。由图7可知，随着

60酶活力/U·mL-1

酶活力/U·mL-1

655647382920

1

2麸皮添加量/%

5040302010

0.81.21.62.02.42.83.23.64.0

桔皮粉添加量/%

34

图7桔皮粉添加量对产酶的影响

图8麸皮添加量对产酶的影响

Fig.7Effectoftheamountoforangepeelpowder

onpectinaseactivity

Fig.8Effectoftheamountofbran

onpectinaseactivity

142

中国食品学报

2014年第2期

2.3.2氮源及其添加量的优化以3.2%桔皮粉与1%麸皮作为复合碳源，在此基础上分别添加1.0%硫酸铵、硝酸铵、蛋白胨、豆饼粉作为氮源进

行液态发酵，确定最适氮源。结果（图9）表明，以硫酸铵为氮源时，菌体的产酶效果最好。一般来说，无机氮源比有机氮源更有利于霉菌产果胶酶，而且硫酸铵的效果最好[15，17-18]。确定硫酸铵为最适氮源，研究硫酸铵添加量对产酶的影响。黑曲霉适合于在酸性条件下生长代谢，硫酸铵是1种生理酸性物质[19]，硫酸铵的代谢利用有利于发酵pH维持在酸性范围，从而促进产酶；然而过多的硫酸铵会使菌体生长过速、培养基pH过低而导致菌体提早衰亡自溶，不利于产酶[15，19]。由图10可以看出，当硫酸铵添加量为2.2%时，酶活力最高，达到72.2U/mL。

5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，研究不同pH对菌株G1产酶的影响，结果如图11所示。培养基初始pH偏酸时酶活力明显高于pH偏碱时的酶活力，pH高于6.5以后酶活力迅速下降。这表明黑曲霉适合于偏酸性环境中生长代谢。由于培养基初始pH为6.5，此时的酶活力较高，因此确定培养基的最适初始pH为6.5。

2.4

2.4.1

菌株G1液态发酵产酶条件优化

接种量对产酶的影响

将种子培养液以

3%~13%（体积分数）的接种量接入优化的培养基

中发酵，测定发酵液的果胶酶活力。由图12可知，随着接种量的增大，菌株的产酶活力提高，当接种量为9%时发酵液酶活力最高，为118.1U/mL。之后，随着接种量的增大酶活力开始下降，这可能是由于接种量过大时菌体生长过于旺盛，导致营养基质消耗过快而影响代谢产酶。

75酶活力/U·mL-1

2.3.3培养基初始pH对产酶的影响将碳源和

氮源优化的发酵培养基初始pH分别调整为5.0，

60

酶活力/U·mL-1

50403020100

硫酸铵

硝酸铵

蛋白胨

豆饼粉

6045301500.6

1.0

1.4

1.8

2.2

2.6

3.0

氮源种类

硫酸铵添加量/%

图9氮源对产酶的影响

图10硫酸铵添加量对产酶的影响

Fig.9Effectofnitrogensources

onpectinaseactivity

Fig.10Effectoftheamountof（NH4）2SO4

onpectinaseactivity

80酶活力/U·mL-1

140120酶活力/U·mL-1

706050403020

5.0

5.5

6.0pH

6.5

7.0

7.5

1008060402003

5

79

接种量/%

11

13

图11培养基初始pH对产酶的影响图12接种量对产酶的影响

Fig.11EffectofmediumpHonpectinaseactivityFig.12Effectofinoculationvolumeonpectinaseactivity

第14卷第2期高产果胶酶菌株的筛选鉴定及其发酵条件研究143

2.4.2溶氧对产酶的影响在250mL锥形瓶中察转速对产酶的影响，结果见图14。转速以180r/

分别装入30~100mL发酵培养基，研究装液量对产酶的影响，结果见图13。当装液量30~50mL时酶活力趋于稳定，当装液量大于50mL后酶活力急剧下降，表明转速对黑曲霉G1产果胶酶能力有显著的影响，这可能是菌株G1在生长代谢时对氧气需求量较大，而装液量大不利于溶氧，导致菌株生长受到抑制，产酶能力下降。

以50mL/250mL的装液量，将接种后的培养基分别置于120~240r/min转速的摇床中培养，考

min为最佳。

2.4.3培养温度对产酶的影响将菌株G1置于28~36℃条件下发酵，确定其最适发酵温度。图15

表明，菌株G1的最适发酵温度为32℃，此时酶活力达151.1U/mL。

2.4.4发酵周期将菌株G1置于优化的培养基

与培养条件下发酵，以确定最佳的发酵时间。图

16表明最佳发酵时间为7d，酶活力达到最高（270.4U/mL），之后酶活力逐渐降低。

8070酶活力/U·mL-1

酶活力/U·mL-1

80706050403020

120

140160

180200转速/r·min-1

220

240

605040302030

40

50

60

70

80

90100

装液量/mL

图13装液量对产酶的影响图14转速对产酶的影响

Fig.13Effectofmediumvolumeonpectinaseactivity

160酶活力/U·mL-1

Fig.14

350酶活力/U·mL-1

Effectofrotationspeedonpectinaseactivity

14012010080604028

30

32

温度/℃

34

36

2502001501005002

3

4

5

6

7

8

9

10

发酵时间/d

图15培养温度对产酶的影响图16黑曲霉G1菌株的发酵周期测定

Fig.15Effectofthecultivatetemperature

onpectinaseactivity

Fig.16Thefermentationperiodof

AspergillusnigerG1

3结论

以果胶为唯一碳源配制初筛培养基，用卢戈

菌株为黑曲霉（Aspergillusniger）。黑曲霉为公认的安全菌株，具有很好的开发应用前景。

对黑曲霉G1菌株进行培养基成分与发酵条件的优化研究，确定该菌株的最佳发酵培养基配方（g/L）：桔皮粉32，麸皮10，（NH4）2SO422，

氏碘液染色，观察透明圈，从腐烂的水果中分离得到8株HC比值大于1.50的产果胶酶菌株。通过发酵复筛后筛选出果胶酶活力较高的G1菌株。通过形态学观察和18SrDNA序列分析，鉴定G1

Na2HPO4·12H2O8.4，KH2PO41.4，MgSO4·7H2O

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中国食品学报

270.4U/mL，比优化前提高了8.7倍。

2014年第2期

1.0，CaCl20.1，FeSO4·7H2O0.1，ZnSO4·7H2O0.1，培养基初始为pH6.5。最佳发酵条件是：装液量50mL/250mL，转速180r/min，接种量9%（体积分数），32℃培养7d。在此条件下，果胶酶活力达到

以桔皮与麸皮为原料发酵生产果胶酶，变废为宝，不仅实现了农业废弃资源的再利用，而且可以减少环境污染，具有很好的社会和经济效益。

参

[1][2]

考文献

杨欣伟.黑曲霉EIM-6果胶裂解酶基因的克隆与表达[D].福州：福建师范大学，2009：2-5.

ManuelPinelo，BirgitteZeuner，AnneS.Meyer.Juiceclarificationbyproteaseandpectinasetreatmentsindicatesnewrolesofpectinandproteinincherryjuiceturbidity[J].FoodandBioproductsProcessing，2010，88（2/3）：259-265.

[3][4][5][6][7][8][9]

JanOszmianski，AnetaWojdylo，JoannaKolniak.Effectofpectinasetreatmentonextractionofantioxidantphenolsfrompomace，fortheproductionofpuree-enrichedcloudyapplejuices[J].FoodChemistry，2011，127（2）：623-631.

李祖明 …… 此处隐藏：3486字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……