基本信息
- 项目名称：
- 产内切菊粉酶的LY-Ⅰ菌株发酵条件的优化研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 低聚果糖被誉为继抗生素时代后最具潜力的新一代添加剂—促生物质。但天然提取低聚果糖较为困难。本研究则针对一株具有高活性内切菊粉酶发酵条件进行优化，以期获得高活性和高产量的内切菊粉酶。
- 详细介绍：
- 菊粉酶是一种催化水解菊粉中β-1,2-果糖苷键水解酶，分为外切型菊粉酶和内切型菊粉酶。外切型菊粉酶水解菊粉生产高果糖浆，内切型菊粉酶水解菊粉生产低聚果糖。低聚果糖具有调节肠道菌群，增殖双歧杆菌，促进钙的吸收，调节血脂，免疫调节，抗龋齿等保健功能。微生物法生产低聚果糖是目前食品工业生产的重要方法之一。本研究以浅紫链霉菌产内切菊粉酶菌株LY-Ⅰ为出发菌株，以菊粉为原料，通过单因素实验测定LY-Ⅰ菌株产酶量和酶活性影响，用正交实验法优化菌株发酵条件，增加产内切菊粉酶菌株LY-Ⅰ的酶产量，为采用微生物酶法生产低聚果糖提供具有应用价值的数据，对进一步的生产具有参考价值。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 通过对一株产菊粉内切酶浅紫链霉菌(Streptomyces violascen)LY-Ⅰ的发酵培养基配方进行优化，进一步研究其发酵条件。基本研究思路为通过单因素(碳源、氮源等)对产酶量和酶活性影响，进一步结合正交试验获得其最优培养基和发酵条件。
科学性、先进性及独特之处
- 微生物法生产低聚果糖是目前食品工业生产的重要方法之一。但该法的关键因素是获得高效的内切菊粉酶。本研究即是针对一株具有高活性内切菊粉酶发酵条件进行优化，以期获得高活性和高产量的内切菊粉酶。
应用价值和现实意义
- 通过对LY-Ⅰ菌株发酵条件的优化，以提高其内切菊粉酶活性和产量，研究结果对下一步开展中试研究以及工业化生产奠定基础。
学术论文摘要
- 本研究采用单因素实验法并结合正交试验法对产内切菊粉酶菌株LY-Ⅰ(Streptomyces violascen) 的发酵条件进行研究，初步确定其最适发酵条件为：高氏1号液体发酵培养基，以2％(W/W)的菊粉作为诱导物，初始pH值为8.0，接种菌龄为4d，接种量5%，温度30℃，转速160rpm/min，发酵时间80h。测定发酵液中内切酶活性(I/S)为188。研究结果对下一步菌株的发酵条件优化及其应用奠定基础。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 华承伟，王建华，滕达，等．菊粉化学和微生物菊粉内切酶研究进展[J]．中国食品学 赵凯,许鹏举,谷广烨.3,5-2硝基水杨酸比色法测定还原糖含量的研究[J].食品科学,2008, 29(8)：534-536. 江汉湖．食品微生物学[M]．中国农业出版社，2001：20-42.
同类课题研究水平概述
- 目前，关于产菊粉内切酶的微生物菌株研究的报道较多。Gong等2007年报道从海洋藻类植物表面分离到的一株Pichia guilliermondii 菌株1（2E00048）产生的菊粉酶活性大于61.5±0.4 U/mL；并采用紫外灯和LiCl处理其单倍体细胞，得到了一个能产生115±1.10 U/mL个菊粉酶活性单位的突变体（M-30）(Guo et al. 2008)。海洋酵母C. aureus G7a（收录号：中国海洋微生物培养收集所2E00002）是从中国南部海洋沉淀物中分离出来的，在添加0.4% (w/v) 的NaCl和0.6% (w/v)MgCl2•6H2O更有利于海洋酵母生产菊粉酶，菌株C. aureus G7a在120h内的固态发酵培养中菊粉酶活性可达到420.9±1.3 U/gds (Sheng et al. 2007)。 2005年，Silva等从“aguamiel” (agave sap)中分离出的两个菌株A1和A2以及从“pulque”的发酵产物中分离出的一个菌株Kluyveromyces lactis var. lactis (P7)在含有不同浓度菊粉的液体培养基中显示出很好的菊粉酶产量。曲霉Aspergillus niger NK-126在含40％蒲公英根部提取物的培养基中生长良好，并且在30℃，150rpm的液体发酵96h中产生55 U/mL的菊粉酶活性 (Kango 2008)。 有关细菌和放线菌报道相对较少，Streptomyces sp. GNDU 1在温度46℃、pH7.5，含1.0％菊粉的液体培养基中培养24h仍能用于生产大量的胞外菊粉酶(0.552 U/mL) (Gill et al. 2006)。细菌Staphylococcus sp的固态发酵合成菊粉酶优化实验表明其胞外菊粉酶的产量在48h达到可达到107.6 U/gds (Selvakumar and Pandey 1999)。多数研究表明大多数能产生菊粉酶的微生物中目前正在被应用的是酵母菌，尤其是Kluyveromyces, Cryptococcus和Pichia的菌株。它们能比其他微生物产生更高的菊粉酶活性。为了提高酵母菌菊粉酶产量，研究数据显示解除酵母菌细胞的葡萄糖效应是至关重要的。
