黄多孔菌表达漆酶最佳培养条件的优化研究

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在我国东北部的大、小兴安岭和长白山地区都有着极其丰富的真菌资源,这些真菌有的可以入药,有的可以食用。但白腐菌这一类宝贵的资源被研究报道和应用的少之又少,还有许多新型漆酶没有被发现。白腐菌可以分泌漆酶,漆酶不仅能氧化降解多种食品中的有毒化合物,还能够解聚、重聚高聚物,迄今为止,漆酶在处理有机污染物、生物漂白纸浆和饮料的澄清等领域得到广泛的研究和应用。黄多孔菌是白腐菌的一种,它属于多孔菌属于真菌类担子菌纲多孔菌目多孔菌科,又称多变拟多孔菌,可以生成大型的子实体。子实体是入药的重要资源,其在治疗肾虚、腰腿疼痛、手足麻木、心律不齐及筋络不舒等病症具有明显的功效,而且在提高机体免疫能力、抗疲劳等方面也有显著的疗效。我国已报道的多孔菌400多种。西方国家对多孔菌培养特性进行了一系列的研究,证明根据培养性状进行研究多孔菌分类系统虽然很复杂,但有应用价值。本研究以黄多孔菌(Polyporus elegans Fr.)为生产菌,进行漆酶的发酵培养条件优化,并对所得漆酶的固定化进行了研究,为黄多孔菌漆酶的工业化上生产和在食品中的应用提供理论依据。主要试验结果如下:在试验过程中发现黄多孔菌的菌丝和菌丝体丰满、浓密,生长整齐、均匀,颜色纯正、鲜亮时,菌体所分泌的漆酶活性最高。对黄多孔菌液体液体发酵培养基产漆酶的培养基和培养条件进行研究,以液体发酵培养基中漆酶活性为衡量指标,得出最佳培养基组成(1L):pH5.5,装液量80mL,接种量8%,最佳碳源是葡萄糖+麸皮水(1:1),氮源是尿素,Mg2+的浓度为1.5g/L,Cu2+的浓度为0.1mmol/L,亚铁离子为0.15mmol/L,最好的诱导剂为苯酚。通过得出黄多孔菌漆酶的最佳培养基条件,利用Minitab15软件设计Plackett-Burman试验,筛选出影响产酶的三个主要因素,分别为碳氮比、铜离子浓度和pH。利用统计软件Design-Expert试验设计及响应面分析法进行回归分析,通过求解回归方程得到优化液体发酵培养基为:碳氮比4.0030:1,铜离子浓度0.1015mmol/L和pH5.4755时,可得到最大酶活,预测值为447.408U/mL,在此条件下对试验结果进行验证,所得酶活与理论预测值基本吻合。而且是优化前的2.5倍。以戊二醛交联的壳聚糖球为载体,通过共价结合法制备了固定化酶,探讨了其固定化条件及固定化酶的部分性质,研究了重复使用性和贮存稳定性。实验结果如下:用壳聚糖固定化漆酶,单因素实验表明戊二醛(交联剂)的最适浓度10%,交联时间16h,最适pH为5,给酶量2mL,4℃下贮存固定化漆酶的活性最好,固定化酶的最适温度为4℃。
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