乳酸对东方肉座菌β-葡萄糖苷酶的抑制动力学

为探讨糖化共发酵同步进行的过程中发酵产物对纤维素酶活力的影响,研究了乳酸对纤维素酶组分中β-葡萄糖苷酶(BG)活力的影响.结果显示:乳酸对BG活力有不同程度的抑制,该作用具有显著的浓度效应,其半抑制浓度IC_(50)=0.19mol/L;乳酸对BG的抑制类型是可逆的竞争性抑制,抑制常数K_I=0.149mol/L.应用底物反应动力学方法研究酶抑制动力学,建立了抑制动力学模型,发现乳酸对BG的影响是缓慢可逆失活的过程,底物对其有明显的保护作用,测得其正向速率常数k_(+0)为0.4L/(mol·min),逆向速率常数k-0为0.056min~(-1).该结果为纤维素糖化共发酵进程调控提供了理论依据.     

β-葡萄糖苷酶高产菌株及其应用研究

 对Hypocrea sp. W₆₃的β-葡萄糖苷酶酶学性质研究表明,该酶液体发酵最高酶活高达482.1 U/mL,最适反应pH值为4.8,最适反应温度为65 ℃;乙醇体积分数为10%时对酶活有最大促进效果,乙醇耐受能力高达30%;将该酶应用于同步糖化发酵研究中,发现发酵至120 h乙醇质量浓度可高达41.25 g/L,与对照相比,乙醇产量均提高近2倍。该菌株所产的β-葡萄糖苷酶较高的酶活力、耐热性能、乙醇耐受性和同步糖化发酵促进效果,预示着该菌在纤维素乙醇产业化应用中具有广阔的应用前景。     

乳酸脱氢酶在CTAB-戊醇反胶束体系中的催化动力学研究

以十六烷基三甲基溴化铵（CATB）-异辛烷-戊醇反胶束体系对乳酸脱氢酶（LDH）了固定化,探讨了体系含水量W0（W0=n（水）/n（CTAB）、CTAB浓度、戊醇体积比对LDH固定化的影响及游离酶和固定酶的催化动力学性质.结果表明：LDH进入反胶束的最佳条件是：体系含水量为4.3,CTAB浓度为0.24 mol/L,戊醇体积比为25%.对游离酶和固定化酶的酶促反应的最适pH值均为8.8,最适反应温度分别为52℃和30℃,米氏常数Km分别为65mmol/L和48mmol/L.在25℃时,游离酶存放2 h后失活35%,而固定化酶仅失活16%,说明反胶束固定化LDH具有良好的活力稳定性.     

南极假丝酵母脂肪酶B在毕赤酵母中的分泌型表达及酶学性质初探

将南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)基因克隆到毕赤酵母表达载体pPICZαA(含pAOX1启动子)和pGAPZαA(含pGAP启动子)中,转入毕赤酵母表达宿主KM71H,经三丁酸甘油酯平板活性筛选获得高效表达的酵母工程菌株.分泌型表达CLAB酵母工程菌的酶活较高,经摇瓶发酵96h后,CLAB活力达到11.1U/mL.经发酵罐高密度发酵84h后,CLAB活力达到179.2U/mL,蛋白质量浓度为1.36mg/mL.体积分数12%SDS-PAGE凝胶电泳显示重组CALB相对分子量为36kDa.该酶最适温度为40℃,最适pH值为8.0.在pH7.5~9.5较稳定,经55℃保温1h,残余酶活还有48.5%.5mmol/LMg2+、Ni+、Co2+和体积分数0.10%SDS对CALB酶活影响很小,而Zn2+强烈抑制酶催化反应,体积分数0.05%TritonX-100对CALB稍有激活作用.     

固定化乳酸脱氢酶的催化性质研究

研究了固定化乳酸脱氢酶(LDH)的制备和催化性质,讨论了戊二醛体积分数、酶的偶联时间、pH值对酶固定化的影响.对游离酶和固定化酶催化性质的研究结果表明:酶促反应最适pH分别为9.2和10.2,最适温度分别为51℃和50℃,米氏常数分别为16.2 mmol/L和0.7 mmol/L.与游离酶相比,固定化酶的活力稳定性更佳,有更好的贮存稳定性和复用性.     

谷氨酸生产菌T6—13谷氨酸脱氢酶特性研究

本文对谷氨酸生产菌Te_(-13)谷氨酸脱氢酶的辅酶专一性、热稳定性、最适温度、最适pH、动力学参数和发酵过程中酶活力变化进行了研究。结果表明该酶属胞内酶,以NADP~+为专一性辅酶,脱氨反应的最适pH为9.5,酶的最适温度为35～40℃,酶的热稳定性试验表明50℃保温10分钟,残留活力为50%,60℃保温10分钟残留活力为4%,70℃下则完全丧失活力,对L—谷氨酸和NADP~+动力学参数分别为2.13×10.2mol/L和6.58×10~(-5)mol/L,AMP、ADP对脱氨反应有激活作用,ATP无影响。     

修饰剂对青霉菌葡萄糖氧化酶的效应研究

研究了几种修饰剂对青霉菌(Penicillium amagasakiense)葡萄糖氧化酶(GOD,EC 1.1.3.4)活力的影响.结果表明,溴代乙酸、N-溴代丁二酰亚胺(NBS)、乙酰丙酮等对酶的抑制作用较强,随着抑制剂浓度增大,酶活力呈指数下降,酶活力下降50%的抑制浓度分别为40.8,28.5和8.7 mmol/L,认为咪唑基、吲哚基、精氨酸胍基是该酶的活性功能基团,而蛋白质分子中巯基、二硫键、赖氨酸的ε-氨基、丝氨酸残基与酶活力无关.进一步研究了NBS的抑制动力学,结果显示:NBS对酶的抑制作用为非竞争性可逆抑制,抑制常数(KI)为19.2 μmol/L.该研究对青霉菌GOD在生产上的应用具有一定的理论指导意义.     

里氏木霉液体发酵选择性合成果胶酶

在摇瓶液体发酵的条件下研究了碳源、氮源、酵母汁和营养盐等因素对里氏木霉选择性合成果胶酶的影响规律,并测定了酶学性质。结果表明:从经济角度考虑宜选用脱汁橘皮粉制备果胶酶;在Mandels营养盐中添加1.0 g/L蛋白胨适合于里氏木霉产果胶酶;以25 g/L脱汁橘皮粉液体发酵48 h,果胶酶活力最高值达到32.6μmol/(min.mL),其中纤维素酶和木聚糖酶的活力被分别控制在0.18、0.63μmol/(min.mL)。该果胶酶的最适pH为6.0,最适温度为50℃,以16μmol/(min.g)的果胶酶振荡水解10 g/L商品果胶粉50 h,酶解得率达80.3%。高效液相离子色谱的分析结果显示果胶酶的主要水解产物为单体半乳糖醛酸,含量达总水解产物的82.5%以上。     

利用曲霉sp.HX-1发酵稻草秸秆制备纤维素酶

以稻草秸秆原料,利用曲霉sp.HX-1固态发酵生产纤维素酶,研究了不同发酵时间、不同氮源和氮源浓度对曲霉sp.HX-1纤维素酶系的影响,并最终用硫酸铵分级沉淀和低温冷冻干燥的方法得到混合纤维素酶干品.结果表明,发酵6 d后稻草秸秆产生的纤维素酶活力单位最大,分别为CMC酶307 U/mL,C1酶841 U/mL、β-葡萄糖苷酶205 U/mL.以不同氮源优化发酵条件时发现,NH4NO3质量浓度为1 g/L时CMC酶活力达到1 652 U/mL,且失重率也到达最大值17.42%;NH4Cl质量浓度为0.5 g/L时,C1酶活力达到1 807 U/mL;尿素（UREA）质量浓度为2.0 g/L时,β-葡萄糖苷酶活力为2 033 U/mL,这表明氮源对曲霉sp.HX-1纤维素酶系的影响很大.最后在NH4NO3质量浓度为1.0 g/L的条件下,将120 g稻草秸秆发酵6 d,从发酵液中提取得到8.851 7 g混合纤维素酶的干品.此实验为以后探讨碳源或者其他因素的影响提供方法借鉴,也可以为获得纤维素酶混合酶干品的获得提供参考方法.     

造纸污泥同步糖化发酵生产燃料乙醇

以卫生纸厂初级污泥作为生物质原料,采用同步糖化发酵法生产燃料乙醇,对其工艺条件进行了优化,并考察了3种非离子表面活性剂(Tween-20、Tween-60、Tween-80)对造纸污泥同步糖化发酵的促进效果.结果表明:合适的工艺条件为反应温度36℃、底物质量浓度100 g/L、酵母接种量6%(体积分数)、纤维素酶用量25 FPU/g;Tween-20能显著促进造纸污泥的同步糖化发酵,添加0.2%的Tween-20时,乙醇产率提高14%;上述工艺条件下反应48 h的乙醇质量浓度达19.5 g/L,是理论值的63.9%.对同步糖化发酵前后污泥及发酵液的主要化学成分进行分析,发现大量纤维素已糖化发酵成乙醇,仅少量半纤维素发生水解,水解产物木糖不能被酵母有效利用发酵成乙醇.扫描电镜分析显示造纸污泥经同步糖化发酵后,长条状的纤维大多被破坏,同时出现了大量椭球状的酵母细胞.     

玻璃纤维素壳聚糖膜固定乙酰胆碱酯酶的研究

以玻璃纤维素壳聚糖膜为载体,戊二醛为交联剂,进行乙酰胆碱酯酶(AChE)的固定,并对固定化酶的理化性质进行研究.结果表明,乙酰胆碱酯酶的较佳固定化条件为:150 U/mL AChE液50μL,体积分数为5%的戊二醛溶液50μL,质量分数为1%的BSA100μL,pH值为8.0的0.2 mol/L PBS缓冲液,配制成1 mL酶液,玻璃纤维素壳聚糖膜浸于此酶液4℃固定8 h.固定化酶的最适作用温度37℃,最适pH 8.0,能够重复利用4次以上,表明该固定化酶的稳定性较高.     

产纤维素酶地衣芽孢杆菌B.LY02摇瓶发酵条件优化

为了提高产纤维素酶地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis LY02,B.LY02)的产酶能力,采用单因素试验对该菌株产酶的摇瓶发酵条件进行了优化。优化结果显示:菌株B.LY02发酵培养基的最适碳源为麦芽糖,氮源为酵母膏,初始pH值为5.0,培养温度为37℃,培养时间为30 h,装液量为60 mL(250 m L三角瓶),接种量(体积分数)为2%,摇床转速180~200 r/min。通过优化发酵条件,菌株B.LY02的产酶活性达到了0.683 5 U/mL,比优化前提高了约27.73%。     

磁性交联核酸酶P1聚集体的制备及性质研究

采用磁性纳米颗粒与酶蛋白共沉淀后经戊二醛交联的方法,制备了磁性交联核酸酶P1聚集体,并且对比分析了游离酶和固定化酶的部分酶学性质.优化的最佳制备条件为:硫酸铵质量浓度为0.8 g/mL,沉淀时间为0.5 h,戊二醛体积分数为0.6%,交联时间为2 h,所制得的固定化酶活性回收率为32.4%.酶学性质研究表明,固定化酶的Km值(30.7 mmol/L)明显高于游离酶的(7.27 mmol/L),二者最适反应温度分别为90℃和75℃,最适pH值均为5.2,固定化核酸酶P1对热和酸碱的耐受性明显增强,连续反应6次后酶活力仍保留70%,良好的操作稳定性和磁响应性有利于核酸酶P1的工业化应用.     

功能基化聚丙烯酸甲酯固定青霉素G酰化酶的性质

采用肽键法将青霉素G酰化酶固定在功能化的聚丙烯酸甲酯上得固定化酶 ,其最适pH为8.2,最适反应温度为70℃ ,该固定化酶在pH6～10和40℃以下非常稳定 ,表观米氏常数为1.48×10-2mol/L,最大反应速度为5.09mmol/s.33℃下水解质量分数为5 %的青霉素G,使用63次,酶活力保留79.4 %.在4℃的湿润状态下贮藏25d,酶活力保留97.6 %.     

分批补料合成纤维素酶扩大试验

研究了里氏木霉以纸浆为碳源分批补料制备纤维素酶。里氏木霉在10L发酵罐中以纸浆为碳源间歇式发酵合成纤维素酶,培养基中碳源浓度为15g/L时,滤纸酶活力、纤维二糖酶活力、酶产率和酶得率分别为2.15FPIU/mL、0.20IU/mL、16.3FPIU/(L·h)和143.3FPIU/g;碳源浓度提高到27.5g/L,采用分批补加碳源的方法,滤纸酶活力、纤维二糖酶活力、酶产率和每克纸浆酶得率分别为3.90FPIU/mL、0.35IU/mL、23.2FPIU/(L·h)和141.8FPIU。研究表明,提高培养基中碳源浓度,采用补料分批发酵技术,产酶时酶活力和酶产率随着培养基中碳源浓度的提高而提高,且保持酶得率不变,达到了降低产酶成本的目的。     

蝾螺β-葡萄糖苷酶性质的初步研究

以海洋蝾螺(TurboPetholatusLinnaeus)内脏为原料,经匀浆、缓冲液抽提、硫酸铵沉淀初步抽提,再经DEAE cellulose(DE 32)、SephadexG 200等柱层析纯化,获得较纯的β 葡萄糖苷酶.本文对β 葡萄糖苷酶的基本性质进行初步研究,结果表明:β 葡萄糖苷酶催化底物pNP G水解的最适pH及最适温度分别为pH5.5和45℃.β 葡萄糖苷酶在pH为4.5～6.5之间稳定.温度30℃以上则逐渐失活.其反应Km为0.076mmol/L(37℃).活化能Ea为15.4kJ/mol.金属离子对酶的作用表明,Cu2 ,Hg2 ,Pb2 有强烈的抑制作用,Fe3 ,Cd2 ,Zn2 浓度小于1.0mmol/L时,抑制较弱,但在浓度大于1.0mmol/L时,抑制明显;Mn2 ,Ca2 在低浓度下对酶活力无明显影响,但在高浓度条件下有较强抑制作用,Mg2 略有激活效应.     

Al掺杂ZnO纳米颗粒的制备及工艺参数

采用溶胶-凝胶法制备Al掺杂ZnO(Al-ZnO)纳米粉体.X射线衍射分析(XRD)和能谱(EDS)表明Al固溶在ZnO的晶格中.采用差示扫描热分析仪(TG-DSC)分析并初步确定影响纳米粉体电性能的因素,如:醋酸锌浓度、柠檬酸三铵浓度、掺杂比例、乙醇与水体积比和煅烧温度等的范围.结合正交设计法对各因素进行优化,得到最佳实验条件为:煅烧温度1 150℃,乙醇与水的体积比1.8∶1,醋酸锌浓度1 mol/L,柠檬酸三铵浓度2 mol/L,Al掺杂质量分数2%.     

阿魏酸酯酶的制备及其酶学性质

利用丰富廉价的植物纤维资源,代替有限的粮食原料发酵生产生物能源已成为国际上研究的热点,也可能是解决未来能源问题的一条重要出路.阿魏酸酯酶能够降解植物细胞壁中羟基肉桂酸酯中的酯键,破坏细胞壁的骨架机构,获得反式阿魏酸.本研究利用泡盛曲霉固体发酵麦麸,蔗渣等纤维质原料产生阿魏酸酯酶,发酵液采用硫酸铵盐析、透析、冷冻干燥等方法得到阿魏酸酯酶酶粉,对取得的该阿魏酸酯酶进行了酶学性质的初步实验.结果表明该酶制剂最适pH为6.0,最适温度为25℃,Cu2+、Fe2+、EDTA对该酶活力有激活作用,Mg2+、Zn2+、Mn2+则有一定的抑制作用.其中,Cu2+的最适添加浓度为0.25 mol/L,EDTA与Fe2+的最适添加浓度为0.20 mol/L.W(最适酶)∶W(底物)=1∶100,在1.5 h后,酶解产率达到最高.并研究该酶对去淀粉麦麸、蔗渣、玉米皮和玉米芯这4种天然纤维质原料的酶解效果,结果表明该酶对去淀粉麦麸的酶解效果最佳.产生阿魏酸的质量浓度达到72.93 mg/L,与笔者之前利用发酵后浸提得到的粗酶液酶解产生阿魏酸的质量浓度相比,纯化后的阿魏酸酯酶活力有了非常显著的提高.     

适合能源甘蔗酒精发酵酵母生理及发酵特性的研究

以甘蔗汁作为培养基,研究了酿酒酵母Y01的生理及酒精发酵特性.结果表明:该菌株能够发酵蔗汁产生酒精,蔗糖酶活性为237.84 μmol/min*mL.其最适生长温度为30 ℃,代时为1.8 h,最适发酵温度为32 ℃.可耐受体积分数为14%的酒精、质量分数为35%的糖.以质量分数为18%的甘蔗汁作为发酵培养基,发酵72 h后,发酵液中酒精体积分数可达10.63%.     

戊糖己糖混合糖发酵生产乙醇的主要影响因素

以树干毕赤酵母为发酵菌株,高混合糖(木糖、葡萄糖)为发酵底物,确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件.研究结果表明,在高糖浓度乙醇发酵中,树干毕赤酵母较为适宜的发酵温度为30℃,发酵24 h,残糖浓度和乙醇浓度分别为0.1 g/L和32.5 g/L.添加硫酸铵1.1 g/L+微量元素发酵效果较好,乙醇浓度为33.2g/L.由典型发酵过程中各物质浓度变化曲线可知,酵母优先利用葡萄糖,发酵12 h葡萄糖和木糖的还原糖利用率分别为89.3%、10.7%.待12 h葡萄糖几乎被消耗完后,对木糖的利用开始占主导地位,乙醇浓度随着糖的不断消耗而逐渐提高.发酵28h时乙醇浓度最高,达到33.2 g/L.