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果胶酶(pectinase)是四大工业酶制剂之一,是一种分解果胶质的复合酶,它在食品、纺织、医药、造纸、饲料及酿酒等方面应用非常广泛。果胶酶通常包括原果胶酶(PPase)、聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酯酶(PE)、果胶裂解酶(PL)四大类。本课题以自行筛选的丝状菌JXY-17为发酵微生物,开展了固态和液态发酵生产果胶酶的工艺研究,并考察了粗酶液酶解烟梗果胶质的酶解效果。产果胶酶菌种的筛选及初步鉴定:通过富集培养结合刚果红平板水解圈法,从土壤及烟草物料中筛选到40株微生物菌株。复筛后,采用DNS法测定各菌株发酵液中的果胶酶活力,筛选到酶活力最高的1株丝状菌JXY-17,根据形态特征并采用分子生物学方法初步鉴定为青霉菌。JXY-17菌株产果胶酶的液态发酵:对青霉菌JXY-17产酶培养基进行正交法研究,正交实验的结果表明,影响该菌株产果胶酶能力的因素依次为:果胶>(NH4)2SO4>吐温-80>Zn2+。优化后的产酶条件为:果胶1.5%,葡萄糖0.9%,(NH4)2SO42.0%,ZnSO4·7H2O0.01%,吐温-800.05%,NaCl0.2%,KH2PO40.03%,K2HPO40.1%,MgSO40.03%,初始pH8.0,接种量10%,装液量为50mL/500mL,在30℃摇床培养108h,产酶最高达1467.29U/mL。以该菌的发酵粗酶液在50℃对烟梗粉末酶解12h。检测结果表明,烟梗粉末中的果胶质降低了29.38%。JXY-17菌株产果胶酶的固态发酵:以烟梗为主要培养基原料,青霉菌JXY-17固态发酵产果胶酶,单因素和正交实验结果表明,影响该菌株产果胶酶的因素依次为:含水量(料水比)>(NH4)2SO4>KH2PO4>吐温-80,即固液比1∶1.5,(NH4)2SO45.0%,吐温-800.10%,KH2PO40.20%。在该固态发酵培养基下优化的培养条件为:自然pH,接种量25mL,装料量为50g(干基)/1000mL三角瓶,在30℃恒温培养6d,产酶最高达8171.35U/g干曲。经过硫酸铵分级沉淀和透析提取发酵液中的果胶酶。提取酶液后的残余烟梗还可用于提取烟梗纤维类物质。残余烟梗的化学成分检测结果表明,与烟梗(或对照)相比,果胶质降低了45%左右,残余烟梗固形物回收率约50%。所得到的粗酶液用于烟梗粉末果胶质的降解实验,在50℃酶解12h,烟梗粉末中果胶质降低了17.53%。结果表明烟梗作为JXY-17菌固态发酵生产果胶酶的主要培养基原料在技术上具有可行性。以烟梗为原料发酵产果胶酶不仅可以提取得到果胶酶,还可以对烟梗中的果胶质进行部分降解,得到可用于烟草加工的烟梗纤维类物质。