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本文在研究脆壁克鲁维氏酵母菊糖酶特性及合成条件的基础上,探讨了恒定磁场和脉冲磁场对脆壁克鲁维氏酵母细胞生长和菊糖酶生物合成的影响,并对磁场作用机理进行了初步的讨论。 脆壁克鲁维氏酵母菊糖酶在以蔗糖为底物时,最适反应的温度为55℃,最适反应为pH4.4,最大反应速度Vm为202mmol·min-1,米氏常数Km值为250mmol;以菊糖为底物时,最适反应温度为55℃,最适反应pH为5.2,最大反应速度Vm为120mmol·min-1,米氏常数Km为20mmol。菊糖酶对pH、温度、一些金属离子和磁场的作用都有相对的稳定性。 脆壁克鲁维氏酵母菊糖酶为典型的诱导合成酶,只有当菊糖存在是菊糖酶才被诱导大量合成,所合成的菊糖酶大部分被分泌到胞外成为胞外酶,部分结合在细胞壁上,其胞外酶的分泌受培养基中碳氮源的比例(C/N)的影响。脆壁克鲁维氏酵母发酵生产菊糖酶过程中,从斜面接到种子培养基YID中,培养基初始pH为5.5~6.0,在28℃下摇瓶振荡培养(200rpm)26~28小时,当培养液中OD550×10-1约为0.4时,作为种子液接入发酵培养基中进行发酵生产菊糖酶。菊糖酶发酵生产以2%的菊糖为碳源,氮源包括酵母膏和(NH4)2HPO4,C/N为1.3,调整培养基初始pH为6.0,接入4%的种子液,30小时前发酵温度为28℃,30小时后温度提高到32~34℃,发酵周期约60小时,菊糖酶合成量为340U/ml,其中胞外酶为245U/ml,占总产酶量72%。 发酵培养基以8ml/min的速度流过60mT的恒定磁场,循环次数8次,历时约40分钟,然后进入上述发酵条件进行发酵合成菊糖酶,与无磁场作用的发酵培养相比较,结果经恒定磁场作用后细胞生长量提高22%,而菊糖酶合成量提高19%。研究发现:由于磁场的作用使发酵培养基的理化性质发生变化,这些性质的变化有利于细胞生长条件,使脆壁克鲁维氏酵母DNA复制增加,细胞分裂和增殖加快,从而促进了菊糖酶的合成。 此外,研究了脉冲电磁场对脆壁克鲁维氏酵母细胞生长和菊糖酶合成的影响,研究结果表明:94Hz,14mT的矩形脉冲电磁场(矩形波的平顶时间Tk