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黑曲霉固态发酵饲用酸性β-甘露聚糖酶的酶系分析及其应用研究

李伟  陈权军

(北京博仕奥生物技术有限公司,北京,10234

  :本文以自筛选得到的一株黑曲霉为实验菌株,经固态发酵获得了较高活性的酸性β-甘露聚糖酶。以此酶粉为样本,在相应的pH值条件下测定分析其它酶系的活力表现。测定此酸性β-甘露聚糖酶的最适反应pH值及最适反应温度。并对其酸稳定性以及对胃蛋白酶、胰酶的抗降解作用也进行了特定分析。结果发现,该酶系中除了含有高活性的酸性β-甘露聚糖酶外,还含有酸性蛋白酶、木聚糖酶和CMCase等多种酶活。在pH 2.0-6.0之间,此酸性β-甘露聚糖酶表现出很好的活力,最适酶促反应pH3.5左右;在酸性缓冲液(pH 2.8)中40保温8h,酸性β-甘露聚糖酶的酶活几乎没有损失。在胃蛋白酶环境中(pH 2.8),40保温5h,此酸性甘露聚糖酶表现出非常好的抗降解能力,在胰酶环境中(pH 7.540保温5h,酶活力损失不超过20%,在实际生产中具有很宽广的应用前景。

关键词:酸性β-甘露聚糖酶  酶系组成  应用特性研究

作为半纤维素酶的β-甘露聚糖酶βmannanase近年来在食品、饲料、医药、石油开采及生物技术研究等方面得到了广泛应用。在饲料工业应用上,国内外生产和应用研究主要集中在中性β-甘露聚糖酶方面,而对酸性β-甘露聚糖酶的研究及报道相对较少。本文就对中心实验室自筛选保藏的一株黑曲霉为基础菌株,以固态发酵获得酸性的β-甘露聚糖酶为样本,分析其酶谱组成及特性分析,并根据动物消化生理做了部分应用特性研究,为以后实际生产应用提供基础指导作用。

1  材料与方法

1.1  生产菌种

黑曲霉(中心实验室保藏,编号BSA02)。

1.2  发酵方法

三角瓶固态发酵,料曲含水量为50-55%30°C恒温培养68小时。55-60干燥至含水量不超过8.0%,粉碎,过30目筛,存储在封口袋中,4冰箱保存。

1.3  酶活定义

甘露聚糖酶:在37pH 5.5条件下,每分钟内从底物溶液中降解释放1μmol还原糖所需要的酶量为一个酶活力单位(U);其中样品的酶活力以 U/g表示。

酸性蛋白酶:在温度40pH 3.0条件下,以1min水解酪素产生1μg酪氨酸所需的酶量为一个活力单位(U);其中样品的酶活力以 U/g表示。

纤维素酶:在37pH 5.5条件下,每分钟内从底物溶液中降解释放1μmol还原糖所需要的酶量为一个酶活力单位(U);其中样品的酶活力以 U/g表示。

木聚糖酶:在37pH 5.5条件下,每分钟内从底物溶液中降解释放1μmol还原糖所需要的酶量为一个酶活力单位(U);其中样品的酶活力以 U/g表示。

1.4  最适酶促反应pH值测定

37为反应温度,测定不同pH值梯度下的酶活力变化。

1.5  最适酶促反应温度测定

pH 5.5为酶促反应pH值,测定不同温度下的酶活力变化。

1.6  耐酸稳定性的试验

在酸性缓冲液(pH 2.8)中,40保温。每隔2h取样,样品迅速用碱液调节其pH值至5.5,以在0hpH 5.5)的测定值为对照,测定经过保温处理后的酶活变化。

1.7  耐胃蛋白酶降解的试验

在胃蛋白酶缓冲液(pH 2.8)中,40保温。每隔1h取样,样品迅速用碱液调节其pH值至5.5,以在0hpH 5.5)的测定值为对照,测定经过保温处理后的酶活变化

1.8  耐胰酶降解的试验

在胰酶缓冲液(pH 7.5)中,40保温。每隔1h取样,样品迅速用碱液调节其pH值至5.5,以在0hpH 5.5)的测定值为对照,测定经过保温处理后的酶活变化

2  结果与分析

2.1  产品酶系分析

该菌株所产酶系中除了含有高活性的酸性β-甘露聚糖酶外,还含有酸性蛋白酶、木聚糖酶和CMCase等多种酶活。

该酸性β-甘露聚糖酶具有较广的pH应用范围及较好的耐热性。在畜禽实际生产应用具有很好的应用前景。

2.3  耐酸性、耐胃蛋白酶,耐胰酶降解能力的试验

模拟畜禽消化生理,进行了体外耐酸性及耐胃蛋白酶降解实验,从图4、图5可看出,此黑曲霉(编号BSA02)固态发酵生产的酸性β-甘露聚糖酶具有非常稳定的耐酸、耐胃蛋白酶及耐胰酶降解能力,这在实际生产应用中具有非常高的指导意义。

3  结语

本文报道的黑曲霉(BSA02)菌株所产生的酸性β-甘露聚糖在pH2.0-6.0范围内具有较好的稳定性,这同朱劼等的报道相一致(生物技术第13卷第2期,2003),并有非常强的耐胃蛋白酶和耐胰酶降解能力。这表明,此菌株产生的酸性β-甘露聚糖在实际生产中在胃液(pH 2.8左右)和肠道(pH 6.0-7.5)均能起到很好的催化作用。为以后的大力推广应用提供了有力的基础。

(参考文献,需者可函索)

 

 

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