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脂肪酶主要用于生产高价值的产品。有机介质中活性降低成为制约其工业产业化的一个重要因素。因此耐有机溶剂脂肪酶在理论和工业应用上具有双重意义,是近年来国内外研究的热点。
本文筛选到了一株有机溶剂耐受菌,所产脂肪酶在有机溶剂中具有高活性。对该菌进行菌种鉴定,研究了培养条件对其产酶的影响及粗酶性质。
从油污土样和石化污水中筛选到一株产脂肪酶的有机溶剂耐受菌,结合Biolog微生物自动鉴定系统和16S rDNA法基因组序列分析结果,菌株LP8被鉴定为Pseudomonas aeruginosa,命名为P.aeruginosa L,P8。
研究了多种因素对菌株P.aeruginosa LP8产脂肪酶的影响。其优化培养基组成为(g/L):葡萄糖5,尿素5,K2HPO42,KCl0.5,MgSO4·7H2O0.5,玉米浆15(mL/L),葵花子油5(mL/L),pH7.0。;利用该培养基,在30℃,摇床转速200 r/m,250mL三角瓶中装液量为50mL,培养P.aeruginosa LP8,发酵40h,酶活力可达到6.41U/mL,比优化前提高了89%。
P.aeruginosa LP8所产脂肪酶(脂肪酶LP8)粗酶液在较宽的pH范围内(7.0-9.5)具有高活力,最适合反应pH为8.0,储存稳定pH为7.0;该脂肪酶对温度较为敏感,最适反应温度为40℃,在40℃以下稳定性较好。金属离子鏊合剂EDTA和多种金属离子对该酶活性没有显著影响,表明该酶是非金属酶。
多种亲水及疏水性有机溶剂(log P值介于-1.35和7.5)能够促进脂肪酶LP8的活力,尤其是乙醇、DMSO、癸烷和十四烷显著提高脂肪酶LP8的活性。仅有乙腈、异丙醇、正丁醇和甲苯对该脂肪酶有一定的抑制作用。
脂肪酶LP8显示了很强的耐受亲水性有机溶剂的能力,对DMSO、甲醇、乙醇和DMF的最大耐受浓度分别达到60%、50%、50%和40%(v/v)。
三种疏水性有机溶剂能显著提高脂肪酶LP8的活力和稳定性。在环己烷、正庚烷和十四烷体系中,脂肪酶LP8最高活力分别达到了初始酶活的3.5,3.0和9.6倍,并在20天内保持较高水平。而无有机溶剂添加的原酶半衰期仅为4天。
本研究通过自行筛选获得一株具有自主知识产权的耐有机溶剂脂肪酶产生菌Pseudomonas aeruginosa LP8。该菌株所产脂肪酶具有优异的有机溶剂耐受性,可望在亲水性有机溶剂-水的均相体系及疏水性有机溶剂-水的双水相体系的催化反应中有很好的应用前景。