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本研究通过对豆渣酱油菌种的诱变育种和对得到的突变菌株制曲工艺条件的优化,通过对中性蛋白酶和纤维素酶产量的提高,使豆渣酱油原料的蛋白质利用率和氨基态氮含量增加,提高了酱油质量,既避免了豆渣长期以来没有被合理利用的资源浪费,又降低了生产成本。(1)以米曲霉、黑曲霉为豆渣酱油种曲,分别进行紫外诱变和硫酸二乙酯(DES)诱变,利用筛选培养基和发酵培养基筛选得到突变菌株U3-2、A8-7。先将原始菌种稀释涂布于筛选培养基上,培养72h后,对其菌落进行观察,测量其水解圈D和菌落圈d的大小,其比值即为K值。当K值越大,该菌筛选培养基相对应的产酶量越高。将初筛得到的菌株接入发酵培养基,摇瓶后培养72h,通过对其中性蛋白酶或纤维素酶的活力测定各筛选出一株优良原始菌株。然后通过不同时间的紫外诱变、DES诱变得到致死率曲线,进一步分析得到最佳的诱变时间,即正突变发生几率最大的时间。当米曲霉紫外诱变30min、DES诱变40min时,其正突变的几率达到最大;当黑曲霉紫外诱变60min、DES诱变40min时,其正突变的几率达到最大。对两个菌种分别进行诱变,各得到一株正突变菌株,分别为U3-2、A8-7,其中性蛋白酶和纤维素酶酶活力分别达到1889U/g、1746U/g,其酶活力分别为原始菌株的1.33倍和1.24倍。将U3-2、A8-7连续传代8次,分别测定其中性蛋白酶和纤维素酶活力,取平均酶活力值,其酶活比较稳定,菌种退化不明显。(2)以U3-2、A8-7为制曲菌种,分别进行单因素试验和响应面试验及SAS软件分析。首先测定U3-2、A8-,菌株分别在24h、36h、48h、60h、72h、84h、96h、108h、120h时的中性蛋白酶活力和纤维素酶活力,确定其产酶最高的培养时间,得到结果为米曲霉突变株U3-2产中性蛋白酶最高时为60h,黑曲霉突变株A8-7产纤维素酶最高时间为72h。对两个突变株分别在麸皮:豆渣比例为4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3分别培养60h、72h测定各中性蛋白酶和纤维素酶活力。当米曲霉突变株U3-2在原料比例为1:1时,中性蛋白酶活力最高达到1905U/g;当黑曲霉突变株A¨在原料比例为2:1时,纤维素酶活力最高达到1738U/g。突变株U3-2在水分含量分别为40%、45%、50%、55%、60%、65%时测定其中性蛋白酶活力,当突变株U3-2在水分含量为50%时,中性蛋白酶活力最高达到1937U/g;突变株A8-7在水分含量分别为50%、55%、60%、65%、70%、75%时测定其纤维素酶活力,当突变株A8-7在水分含量为60%时,纤维素酶活力最高达到1767U/g。突变株U3-2在培养温度分别为26℃、28℃、30℃、32℃、34℃时测定其中性蛋白酶活力,当突变株U3-2在培养温度为30℃时,中性蛋白酶活力最高达到1978U/g;突变株A8-7,在培养温度分别为26℃、28℃、30℃、32℃、34℃时测定其纤维素酶活力,当突变株A8-7在培养温度为30℃时,纤维素酶活力最高达到1819U/g。以单因素试验得到的培养条件最佳值为参考值,利用SAS软件设计响应面试验,并分析试验结果:米曲霉的最佳培养条件为麸皮:豆渣为0.88:1;水分含量为49.92%;制曲温度为30.15℃,考虑到试验实际情况,确定麸皮:豆渣比例为1:1.4;水分含量为49.9%;培养温度为30.2℃。测定中性蛋白酶活力,三次平行实验分别为:2247.7U/g、2254.1U/g、2202.4U/g,平均酶活力为2234.7U/g,是原始菌株的1.58倍。黑曲霉的最佳培养条件为麸皮:豆渣为2.2:1;水分含量为59.88%;制曲温度为29.54℃。考虑到试验实际情况,确定物料比例为2.2:1;水分含量为59.9%;培养温度为29.5℃。测定纤维素酶活力,三次平行实验分别为:2117.5U/g、1997.3U/g、2071U/g,平均酶活力为2061.9U/g,是原始菌株的1.46倍。