里氏木霉诱导合成木聚糖酶的调控

提出了两种不同用途的木聚糖酶的诱导合成方法。以里氏木霉为产酶菌,经适当处理后的玉米芯可诱导产生含纤维素酶（３．４ＩＵ／ｍＬ）的高活力木聚糖酶（５４．４ＩＵ／ｍＬ）。以混有少量纤维素的粗木聚糖作碳源,通过分批补料及对培养条件的限制性控制里氏木霉可选择性合成木聚糖酶;选择性合成程度与碳源浓度有关,当碳源浓度为１０ｇ／Ｌ时木聚糖酶和纤维素酶活力分别为３５．５ＩＵ／ｍＬ、０．２Ｕ／ｍＬ,两种酶活的比值达１７７．５。     

纸浆浓度及分批补料对里氏木霉产纤维素酶的影响

研究了摇瓶中不同浓度纸浆为碳源对里氏木霉产纤维素酶的影响.结果表明:最佳的碳源质量浓度为12g/L,在此条件下第3天的滤纸酶活、CMC酶活和β-葡萄糖苷酶酶活分别为1.68、0.96和0.28U/mL.总碳源为15g/L下采用分批补料技术可以有效提高里氏木霉分泌纤维素酶.使用起始纸浆浓度为9g/L,第2、3、4天分别加入2g/L纸浆,其第3天的滤纸酶活、CMC酶活和β-葡萄糖苷酶酶活分别为2.41、0.72和0.27U/mL,较15g/L纸浆为碳源分批培养滤纸酶活提高1.8倍.     

培养基组成对里氏木霉合成β-甘露聚糖酶的影响

通过改变产酶培养基中的营养成分与比例,采用酶活力测定方法,分析培养基中的碳源种类和浓度、氮源组成、碳氮比(mC:mN)等主要因素对里氏木霉合成β-甘露聚糖酶的影响。结果表明,20 g/L微晶纤维素为碳源、含氮素质量比为1∶1的硫酸铵和尿素为氮源、mC:mN=4的培养基组成,是里氏木霉合成β-甘露聚糖酶的最佳条件。在此条件下β-甘露聚糖酶酶活力在发酵96 h时达到最大,β-甘露聚糖酶酶活力和β-甘露糖苷酶酶活力分别为4.48、0.04μmol/(min.mL)。     

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。     

低聚木糖生产用木聚糖酶的制备和测定

采用沉淀剂G处理黑曲霉1—13菌株的粗酶液获得木聚糖酶制剂。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳酶谱分析测定该酶制剂为单-木聚糖酶组分。经一系列研究结果表明,该酶制剂无β-木糖苷酶活力和羧甲基纤维素酶活力,水解玉米芯木聚糖的产物主要为木二糖和少量木糖。由此可见,此木聚糖酶制剂的底物专一性较强,可直接以玉米芯为底物,选择性水解玉米芯中的木聚糖,生产低聚木糖。     

玉米芯诱导里氏木霉Rut C30产纤维素酶的分析

分别以不同木质纤维素类为碳源(质量浓度均为10,g/L)诱导里氏木霉Rut C30产酶,通过测定诱导过程的产酶曲线,结果表明:以玉米芯为诱导碳源时,各酶组分的产酶水平最高,诱导120,h后纤维素酶滤纸酶活、β–葡萄糖苷酶和木聚糖酶酶活分别为1.53,FPU/m L、0.61,IU/m L和72.86,IU/m L.采用高效液相色谱(HPLC)法分析了玉米芯水解过程中糖的组成及变化,可检测到的单糖包括葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖以及纤维二糖等寡糖.诱导产酶实验表明单糖中只有半乳糖可诱导纤维素酶的合成.     

液态混合菌发酵优化纤维素酶组分

在里氏木霉和黑曲霉液态混合条件下培养纤维素酶,分析两个菌种的接种比和延迟黑曲霉的接种时间对产酶的影响,探讨两个菌种发挥协同作用的最佳条件。结果表明:黑曲霉延迟接种48 h及里氏木霉与黑曲霉接种质量比1∶1时,所产纤维素酶的滤纸酶活为1.163μmol/(min.mL);β-葡萄糖苷酶活为0.606μmol/(min.mL),β-葡萄糖苷酶活与滤纸酶活比值为0.521,比单一里氏木霉产纤维素酶的酶活高,并在后续的酶解效果对比中表现最佳。48 h时的酶解得率为65.61%,高于里氏木霉单一培养时所产纤维素酶的得率53.91%和商品纤维素酶的得率49.64%。说明通过混合发酵,纤维素酶的组分得到了优化。     

里氏木霉产酶菌株的选育研究

采用紫外线和亚硝酸联合诱变技术,得到产纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶的高产的菌株里氏木霉Y07.试验表明,诱变后菌株的木聚糖酶活由325 U/g,提高到28 500 U/g,相对于出发菌株提高了88倍;纤维素酶活由560 U/g,提高到2600 U/g,相对于出发菌株提高了4.6倍;β-葡聚糖酶活由480 U/g,提高到5500 U/g,相对于出发菌株提高了11.5倍.     

里氏木霉制备木聚糖酶的产酶历程

以玉米芯木聚糖为原料,里氏木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｓｅｉ）ＲｕｔＣ３０为菌种,采用改进的Ｍａｎｄｅｌｓ配方制备木聚糖酶,产酶历程与制备纤维素酶时有较大差异。具体表现在产酶周期短,ｐＨ值基本无下降的趋势,酶液中可溶性蛋白质浓度较低。底物浓度为７ｇ／Ｌ时,木聚糖酶活力达１２５６ＩＵ／ｍＬ,比活力、酶得率及酶产率分别为８１９０ＩＵ／ｍｇ蛋白质、１７９４３ＩＵ／ｇ木聚糖和４１８６．７ＩＵ／Ｌ·ｄ。产酶最终ｐＨ应控制在６～７较为适宜,酶活力最高。ｐＨ超过７．０,酶可能失活。酶解结果表明,木聚糖酶对木聚糖干粉具有很高的降解效率,当每克底物的酶用量为０．１克木聚糖干粉产的酶液量时,酶解得率一般可达９０％左右。     

里氏木霉发酵法制备纤维素酶粗酶液及其酶促打浆的应用

采用里氏木霉为发酵菌种,通过液体深层发酵的方法,制备纤维素酶粗酶液,并用于酶促打浆.在温度30,℃、转速120,r/min条件下培养96,h,系统研究了氮源和碳源种类、碳源用量、麸皮用量、微量元素液和营养元素液加入量对纤维素酶各组分酶活的影响.结果表明,在以0.2%硫酸铵为氮源,1%思茅松漂白硫酸盐浆为碳源,微量元素液和营养元素液加入量分别为0.2%、8%,麸皮加入量为1%的条件下,能够获得较高的纤维素酶酶活.酶促打浆研究结果表明:当纤维素酶用量为7,U/g时,思茅松漂白硫酸盐浆的打浆度提高40%,且纸浆强度性能损失小.     

里氏木霉和黑曲霉产酸性木聚糖酶及酶学特性比较

【目的】对黑曲霉和里氏木霉产酸性木聚糖酶的性能及所产粗酶的酶学特性进行分析比较,尤其是考察pH值为4时木聚糖酶酶活力及稳定性,从而确定潜在的较为理想的酸性木聚糖酶。【方法】将里氏木霉和黑曲霉接种至培养基进行产酶培养,比较分析两者的酸性木聚糖酶、酸性木糖苷酶的酶活力及酶学特性。【结果】黑曲霉酸性木聚糖酶和酸性木糖苷酶的酶活力最高分别达(52.36±2.61)U/mL和(0.57±0.01)U/mL,酸性木聚糖酶最适温度和pH值分别为55℃、5.0,酸性木糖苷酶最适温度和pH值分别为75℃、5.0;里氏木霉酸性木聚糖酶和酸性木糖苷酶的酶活力最高分别达(10.12±0.95)U/mL和(0.32±0.05)U/mL,酸性木聚糖酶最适温度和pH值分别为65℃、6.5,酸性木糖苷酶最适温度和pH值分别为65℃、4.5。黑曲霉和里氏木霉的酸性木聚糖酶兼有酸性CMCase酶活力,分别为(5.26±0.21)U/mL、(1.72±0.21)U/mL。【结论】黑曲霉所产酸性木聚糖酶明显比里氏木霉的更优良,是潜在的较为理想的酸性木聚糖酶。     

木聚糖酶液体发酵条件的试验

研究了利用黑曲霉C3486液体发酵生产木聚糖酶的最佳条件:3%玉米芯木聚糖为碳源,3%的蛋白胨为氮源,培养基起始pH值为7.0,250mL三角瓶中装培养基50mL,培养时间为72h,温度为35℃。在上述最适条件下木聚糖酶的最高产量为14240U/mL,平均为14230U/mL。     

康宁木霉液态发酵高产纤维素酶和木聚糖酶的研究

对选育的一株康宁木霉（Trichoderma koningii）QF-02进行了液态发酵生产纤维素酶和木聚糖酶的研究。实验结果表明：碳源的种类及性质是影响产酶的关键因素,价廉易得的天然稻草是其产酶的良好碳源。在培养基组成为40目稻草粉4g、Mandels营养液100mL、起始pH值4.8的优化培养条件下,摇瓶培养120h所得3种酶的平均活力分别为：滤纸酶活（FPA）1.43IU/mL, β-葡萄糖苷酶活0.36IU/mL, 木聚糖酶活176.8IU/mL。与商品纤维素酶制剂相比,在FPA载量相同(3FPU/g原料)的情况下,自制的复合酶在水解碱预处理稻草和天然稻草时,总还原糖产量比商品纤维素酶提高55%和40%,葡萄糖产量提高33%和12%。研究结果还表明木聚糖酶和纤维素酶具有协同酶解木质纤维素的作用。     

木霉No.183菌株木聚糖酶的研究

 筛选到一株木聚糖酶高产木霉菌株(No.183),研究了该菌株产木聚糖酶的液态发酵和粗酶液的酶学性质.结果表明,以麸皮和木聚糖为主要碳源,28℃,190r/min摇瓶培养时,木霉No.183菌株在接种后84h酶活最高,达到298.47U/mL.该木聚糖酶的最适反应温度为50℃,最适pH为该木聚糖酶在pH5～7和40℃以下时相对稳定.Ca²⁺,Zn²⁺和Cu²⁺对该木聚糖酶有较强的促进作用,Fe³⁺和Hg²⁺对该酶有较强的抑制作用.     

里氏木霉几丁质酶基因的克隆及其同源转化研究

丝状真菌里氏木霉(Trichoderma reesei)外切几丁质酶具有β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性.根据里氏木霉基因组数据库获得了一个编号为21725的外切几丁质酶nagl基因序列,根据检索结果,从里氏木霉QM9414基因组DNA中克隆获得1.9kb的基因片段.构建了以cbhl为启动子和终止子的重组质粒pCbhNag,与含有pyr4基因的质粒pSKpyr4共转化里氏木霉pyr4缺陷株RutC30△U3.共得到99个转化子,初筛得到5株乙酰氨基葡萄糖苷酶酶活较高的转化子,其中N3菌株的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶酶活可达26.65 U/mL,而出发菌株的胞外几丁质酶几乎无酶活.成功实现了里氏木霉几丁质酶的克隆及同源表达.     

纸质文物上的“寄居者”

为鉴定南京博物院馆藏书画覆背纸上的微生物种类,利用分子生物学方法,对污斑处进行分离及鉴定。为了验证实验获得的纯培养微生物是否具有降解和破坏纸张的能力,对分离微生物的纤维素酶酶活、木聚糖酶酶活及蛋白酶酶活进行了选择性测定。一共获得11株细菌和5株真菌,结果证实为9种细菌及2种真菌,它们主要属于芽孢杆菌属、链格孢属和木霉属。酶活测试显示,细菌中,泛菌属的纤维素酶酶活最高,短杆菌属的蛋白酶酶活最高,分别可达到1.76和6.57 U/mL。真菌的蛋白酶酶活普遍很低,木霉属的纤维素酶酶活和木聚糖酶酶活最高,分别是17.12和29.01 U/mL。实验结果有助于针对纸质文物的微生物侵蚀现象制定相关的保护措施。     

康宁木霉固态发酵生产纤维素酶与木聚糖酶的研究

以稻草和麸皮为主要原料,采用康宁木霉QF-02固态发酵生产纤维素酶及木聚糖酶。对影响产酶的多个因素进行了研究,获得了如下优化培养条件：稻草粉与麸皮比为3：2（w／w）,原料粒径为20目,料水比为1：1．5（w／v）,起始pH值5．5,28．5℃培养时间120h。菌种在此优化培养条件下的滤纸酶活、β-葡萄糖苷酶活、木聚糖...     

初始pH对合成木聚糖酶和纤维素酶的影响

以里氏木霉（Trichoderma reesei)Rut C-30为产酶菌，研究了不同初始pH值对木聚糖酶和纤维素酶合成的影响。结果表明，初始pH较低有利于纤维素酶的合成，初始pH值高则延长了产木聚糖酶的时间，且强烈抑制纤维素酶的合成，致使木聚糖酶活与纤维素酶活的比值提高，从而有利于选择性合成木聚糖酶。初始pH值分别为４．０、４．４、４．８、５．４、６．０时，培养72h，木聚糖酶活与纤维素酶活的比值分别为259、327、425、865、1016。随着初始pH值的增加，里氏木霉对培养液中还原糖的消耗能力在降低，初始pH值在4．0－4．8范围内，培养48h时还原糖浓度到最低，并且维持在低浓度的水平上。当初始pH值在5．4－6．5范围内，培养72h时还原糖浓度才达到最低，并且培养液中还原糖浓度较高，初始pH值提高到6．5时，培养液中还原糖浓度维持在较高水平上，抑制了木聚糖酶和纤维素酶的合成。     

生物制备功能性木低聚糖

以里氏木霉(Trichoderma reesei Rut C30)为菌种,采用改进的Mandels配方能合成酶活力高达25.5IU/mL的木聚糖酶,产酶周期3d.在酶用量1%,温度50℃的条件下,酶解35g/L的纯木聚糖4～10h,可获得74.08%～87.89%的低聚糖,此时低聚糖与木糖之比为16.76～12.30.当用55cm×7.5cm的凝胶柱在进样量60mL,洗脱速度800mL/h,柱温为50℃的分离条件下,能较好地将聚糖与木低聚糖分开,总分离时间仅需3h.     

毛壳菌产木聚糖酶条件的研究

研究了以玉米芯为原料制备粗木聚糖的最优生产条件:60℃浸泡1 h,冷藏8-10 h,乙醇洗涤用量为原木聚糖溶液的2-3倍。用三种球毛壳菌及两种中国新录毛壳菌对以玉米芯为基质的木聚糖酶产酶效果作对比实验,结果发现:球毛壳菌ACCCC30566产生的木聚糖酶具有较高的酶活性。