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从土壤当中筛选到一株生长速度较快、对纤维素降解效果较好的霉菌菌株。根据其形态学特征及生理生化特性初步鉴定该菌株为青霉属的常现青霉。在此基础上对该菌株在不同培养条件下的最佳液体产酶培养基的组成进行了优化,对该菌株所产纤维素酶进行了分离纯化,对纯化得到的单一酶组分的生化性质进行了研究。
实验结果具体如下:1.利用纤维素双层平板法从土壤当中筛选到一株对球磨纤维素粉CF-11降解效果较好的菌株。在双层平板上28℃培养4d有淡绿色菌落出现,三点法观察10d基本将纤维素粉完全降解,有明显的透明圈出现。利用划线法纯化以后,接种到查氏培养基上结合插片法观察菌落的外部特征以及菌丝和孢子等的形态特征,对照《真菌鉴定手册》和相关文献确定该菌株是青霉属的常现青霉(PenicilliumfrequentansWestlingDS-04)。
2.将青霉DS-04菌株分别接种到5种不同的液体培养基中,通过比较每种培养基中的CMC酶活和滤纸酶活,综合CMC酶活和滤纸酶活以及产酶时间,确定了最佳初始液体产酶培养基的组成。
以初始产酶培养基为基础对青霉DS-04菌株进行最佳产酶培养基的优化,优化因子有:碳源,氮源,培养温度,初始pH值,接种量和摇床转数等。结果表明:以1%麸皮和1%纤维素粉为混合碳源,以0.25%NaNO3为氮源;培养温度为32-34℃;培养基的初始pH值为4.5-5.0;配以0.1%CaCO3无机盐溶液作为摇瓶发酵培养基;接种量为7%;摇床转数为130r/mi为是最佳培养条件。在此条件下培养72h可以得到很高的纤维素酶酶活力,CMC酶活力为187.46U/ml,FP酶活力为75.95U/mL。
3.对青霉DS-04菌株的粗酶液进行超滤浓缩,饱和硫酸铵盐析、透析脱盐和低温冷冻干燥得到酶干粉。经SephadexG-100凝胶层析柱分离,得到了CMCase的纯酶组分,具有较高的CMC酶活力。将该纯酶组分经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检验纯度,结果显示有单一蛋白谱带出现,即分离得到了青霉DS-04菌株的CMC酶的单一酶组分。
利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定该单一酶组分相对分子量,在标准蛋白分子量曲线上查得该酶组分的相对分子量约为64,000Da。温度和pH值实验表明:分离得到的该CMC酶组分的最适作用pH值在3.6左右,最适作用温度是50℃;该酶组分在pH3.6-6.0以及温度低于60℃时稳定。不同金属离子对酶活力的影响实验显示:Fe3+对该酶组分有强烈的抑制作用,而Zn2+对酶有一定的激活作用,其它离子对该酶的活力影响不大。