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β-1，3-1，4-葡聚糖酶(EC.3.2.1.73)作为一种重要的工业用酶，在作为饲料添加剂改善谷类营养价值和改善啤酒风味方面发挥着重要的作用。本文对重组大肠杆菌Rosetta(DE3)-pET-22-bgl-(kil-Km)菌株发酵生产β-1，3-1，4-葡聚糖酶的培养基及发酵工艺条件进行了系统的优化研究，并详细分析了粗酶提取液的酶学性质。
首先选用了6种常用的培养基，选择出最适基础培养基为TB-GN培养基，采用单因素试验研究了培养基碳源、氮源及碳氮比对重组大肠杆菌Rosetta(DE3)-pET-22-bgl-(kil-Km)分泌表达β-1，3-1，4-葡聚糖酶的影响。在此基础上，采用Box-Behnken设计法和响应面分析法对以上影响因素进行优化，得出最优培养基成分为(g/L)：甘油10.01，酪蛋白胨12.03，酵母粉24，NaCl10，(NH4)2SO44.77，KH2PO42.31，K2HPO412.54。利用优化培养基下在37℃、150rpm条件下，摇瓶培养27h，胞外酶活达到78.32U/mL，是初始培养基酶活的3.10倍。
采用单因子实验法对摇瓶培养条件的优化进行了研究，研究了温度、初始pH、种龄、接种量以及诱导剂IPTG和表面活性剂吐温80对重组菌生长和产酶的影响，确定最佳培养条件为：培养温度41℃，初始pH7.0，接种量1.5％，种龄16h。IPTG诱导对重组大肠杆菌Rosetta(DE3)-pET-22-bgl-(kil-Km)表达β-1，3-1，4-葡聚糖酶无促进作用，而表面活性添加剂吐温80对重组大肠杆菌Rosetta(DE3)-pET-22-bgl-(kil-Km)产β-1，3-1，4-葡聚糖酶具有显著促进作用，最佳添加浓度为2.5%。
摇瓶流加证明稳定期流加碳源和有机无机氮源（硫酸铵和酪蛋白胨混合物）是非常有效的。采用2.5L发酵罐对重组大肠杆菌Rosetta(DE3)-pET-22-bgl(kil-Km)产β-1，3-1，4-葡聚糖酶进行放大培养，酶活和生物量增长明显，胞外酶活在48h达到最大，为140U/mL。结合摇瓶流加和培养条件优化结果进行了2.5L发酵罐流加工艺研究，结果表明，在稳定期恒速流加碳源甘油，对细胞生长和产酶都有极大的促进作用。最大胞外酶活高达327.7U/mL，为摇瓶发酵培养的4.18倍，是间歇发酵的2.34倍。
对β-1，3-1，4-葡聚糖酶粗酶液性质的实验表明，β-1，3-1，4-葡聚糖酶专一性作用于含β-1，3-和β-1，4-混合键型的β-葡聚糖。β-1，3-1，4-葡聚糖酶粗酶液最适反应时间为10min，最适反应温度为50℃，30～60℃范围内较稳定。最适反应pH为6.0，pH在5～12的范围内较稳定，而且耐碱性相对较强。金属离子中，Cu2+、Fe3+、与Zn+在10mM浓度下对β-1，3-1，4-葡聚糖酶有抑制作用，Mg2+、Na+、Co2+、Ca2+，K+离子对β-1，3-1，4-葡聚糖酶均有促进作用。NH4+、Mn+促进作用较弱。比较发现重组大肠杆菌Rosetta(DE3)-pET-22-bgl-(kil-Km)所产的β-1，3-1，4-葡聚糖酶比原始菌产酶具有更好的稳定性和适用温度。