降解柑橘囊衣Aspergillus aculeatus ZC-1005的筛选及其应用基础研究

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为了提高柑橘酶法脱囊衣用酶的专一性、高效性和工业化可行性,本研究旨在通过限制性筛选,获得具备降解柑橘囊衣能力的产半纤维素酶菌株。并以该菌株为研究对象,对其产酶过程及酶学性质进行研究,为其在柑橘加工业中的应用提供一定理论基础。本研究主要包括以下部分:(1)通过底物限制性初筛和复筛,获得一株具备降解柑橘囊衣能力的主产半纤维素酶菌株。通过表型鉴定和分子生物学手段将该菌株鉴定为曲霉属棘胞曲霉,命名为Aspergillus aculeatus ZC-1005。(2)通过单因素和响应面优化实验,最终确定最佳产酶条件为:4%麸皮为碳源,0.7%NaNO3为氮源,接种浓度105个/mL,初始pH7.16,装液量10mL,37.5℃,170r/min摇床培养66.5h,在此条件下木聚糖酶活达153.6U/mL。(3)采用微波独立预处理麸皮,最终在辐射时间8min、功率350W、料水比1:5的条件下,木聚糖酶活为176.6U/mL,比处理前提高12%。扫描电子显微镜和红外光谱分析显示,麸皮内部结构因受到辐射作用发生了明显改变。(4)粗酶液经透析除盐、Sephadex G-100凝胶层析后,获得电泳级木聚糖酶洗脱组分。经过蛋白质电泳分析,确定该木聚糖酶分子量为28970Da。酶学性质研究表明:该木聚糖酶最适反应温度55℃,pH5.0,在此条件下木聚糖酶活为195.2U/mL。并且在温度50℃以下,pH5.0时表现出较好的热稳定性和酸碱耐受性。(5)利用Aspergillus aculeatus ZC-1005菌株发酵获得的粗酶液进行橘瓣囊衣降解的研究,实验结果表明,在酶解温度50℃,料液比1:5,50min内囊衣即可降解完全。
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