鄢永亮[1]2003年在《Thermoascus aurantiacus木聚糖酶的生产及应用研究》文中认为木聚糖酶是一类重要的木糖苷键水解酶，对于水解植物纤维原料中的半纤维素有着重要作用。木聚糖酶用途广阔，已在造纸、食品和饲料等工业中得到了广泛应用。我国每年都有大量富含纤维素和半纤维素的副产品产生，这些纤维物料不但没有得到有效利用，反而造成严重的环境污染。木寡糖是一种功能性低聚糖，具有极好的双歧杆菌增殖活性，在食品、医药、饲料等领域中有着很好的应用前景。因此，利用廉价的纤维原料来获取具有高附加值的产品——木寡糖具有重要的社会效益和明显的经济价值。 本论文对Thermoascus aurantiacus木聚糖酶的生产、木聚糖酶的酶学性质、木聚糖酶和纤维素酶协同作用以及木寡糖的酶法制备等进行了研究。 以廉价的纤维废弃物木糖渣为主要原料，采用Thermoaxcus aurantiacus分别在液态培养和固态培养下产木聚糖酶，对培养条件进行了优化。在液态培养和固态培养情况下，木聚糖酶活力分别可达912U/mL和16.58×10~4U/g干曲，该研究结果在国内同类研究中处于领先水平。 Thermoascus aurantiacus木聚糖酶的酶学性质研究表明：该酶主要具有木聚糖酶活力，CMC酶活力和滤纸酶活力等均很低；该酶的最适作用温度和pH值分别是75℃和4.8：该酶的耐热性强，在75℃下保温60 min，酶活力仍可保持在85％以上。将酶制剂在高温下进行简单的保温处理后，即可除去其中的纤维素酶活力，因而在纸浆的生物漂白中具有很好的应用前景。 对木聚糖酶和纤维素酶协同降解作用的研究表明：木聚糖酶可起到替代稀酸进行原料预处理的作用，在木聚糖酶的作用下，半纤维素被逐步降解，底物的空隙性加大，纤维素酶易于同纤维素底物接触，从而使得纤维素的水解得率提高。以玉米芯为原料，采用先加入木聚糖酶(7680 U/g底物)预水解，再添加纤维素酶(12 FPIU/g底物)的水解工艺，酶解得率可达65.3％。 对木聚糖酶水解半纤维素制备木寡糖的研究表明：用氢氧化钠溶液从玉米皮中提取半纤维素，半纤维素的提取率可达93.9％。酶解玉米皮半纤维素制备木寡糖时，半纤维素底物中高浓度氯化钠离子的存在会抑制木聚糖酶的水解作浙江大学硕士学位论文 摘要用。用乙醇先将半纤维素沉淀，再用木聚糖酶降解半纤维素制备木寡糖，酶用量 720 U培底物，半纤维素底物的浓度控制在 3．0％～4．0％，酶解时间可根据木寡糖产品聚合度的实际需求加以控制，通常为2～6h，产物的平均聚合度一般在 2．1～7．8之间，木寡糖得率为 80％左右。酶法制备木寡糖具有良好的社会及经济效益。
周秀梅[2]2005年在《木聚糖酶生产及酶学性质的研究》文中提出木聚糖酶在饲料、食品、纺织、造纸等行业应用广泛,是重要的工业用酶之一。 本论文以廉价的农业废弃物为主要原料,分别采用耐热子囊菌(Thermoascus aurantiacus)和黑曲酶(Aspergillus niger ZU—06)发酵生产木聚糖酶。在固态发酵和液体发酵条件下,研究了培养基组成、培养条件等主要工艺参数对木聚糖酶合成的影响,并对两个菌种所产木聚糖酶的酶学性质进行了比较研究。主要结果如下: ① 采用固态发酵,用Thermoascus aurantiacus生产木聚糖酶。研究发现,廉价的纤维原料玉米芯、玉米皮可作为优良的诱导底物促进木聚糖酶的大量合成,具有重要的经济价值。优化后的工艺条件为:麸皮30%、玉米芯33.4%、玉米皮33.4%;(NH_4)_2SO_42%、尿素0.5%、KH_2PO_40.5%、MgSO_4·7H_2O0.2%,初始含水量65～70%,接种量10%(V/W),45℃,培养5天木聚糖酶活力可高达10321IU/g dry koji,产率2064IU/day-g dry koji,这一实验结果高于国内同类文献报道水平。 ② 以Aspergillus niger.ZU—06为生产菌种,对其液体发酵产酶工艺进行了优化。研究表明,木聚糖酶是诱导酶,1%的半纤维素是其有效的诱导物,1%的豆粕为较为理想的氮源,在培养基中添加0.3%的葡萄糖有利于产酶。在碳氮比为4,30℃,摇瓶转速200rpm的条件下,培养3天木聚糖酶活力达516IU/ml。 ③ Aspergillus niger ZU—06固态发酵结果显示,复合碳源产酶效果优于单一碳源,培养基中添加适量的麸皮有利于木聚糖酶的合成。优化后的工艺条件为:麸皮40%、玉米芯56.3%;NH_4NO_32%、NaNO_30.5%、尿素O.5%、KH_2PO_40.5%、MgSO_4·7H_2O0.2%,初始含水量70%,接种量6%(V/W),30℃,培养3天木聚糖酶活力达8410IU/g dry koji,产率2803IU/day-g dry koji。Aspergillus niger ZU—06抗逆性强,适合于大规模生产。由于该工艺直接利用了纤维原料,生产成本低且无废水排放,因此具有良好的应用前景。摘要 ④Thermoascus aurantia‘us木聚糖酶最适反应温度为70℃,在65℃以下非常稳定;AsPergillus nige:ZU一06木聚糖酶最适反应温度为50℃,在40℃以下稳定。Therm口ascus aurantiacus、AsPergillus nige:ZU一06木聚糖酶的最适反应pH值均为4.5。Na+、eaZ+、MgZ+、znZ+对两种酶的活性有激活作用,Fe,+、MnZ+同为两种酶的抑制剂。 ⑤两种木聚糖酶均具有很高的内切酶活力,Thermoascus aurantiacus木聚糖酶在4小时内,可酶解木聚糖得到聚合度为3一10的低聚木糖;AsPergillus nige;ZU一06木聚糖酶在半小时内就可将木聚糖底物降解成平均聚合度为3.6的低聚木糖,这一研究结果为利用半纤维素酶法制备低聚木糖的工业化生产打下了良好的基础。关键词:木聚糖酶,耐热子囊菌,黑曲霉,发酵工艺,酶学性质,半纤维素,酶水解,低聚木糖卜
管国强, 方华, 王美娟, 毕芳, 崔凤杰[3]2018年在《Thermoascus aurantiacus产耐热木聚糖酶水解活性的培养条件优化》文中提出在前期研究的基础上,利用SPSS进行主成分分析,构建了催化水解玉米芯的综合水解能力指数(XCHI);然后以XCHI为自变量,水解玉米芯的还原糖得率为因变量进行回归分析,回归分析模型证明了综合水解能力XCHI与糖得率之间存在相关关系,以XCHI为响应值,正交实验优化得到T.aurantiacus CGMCC11334产Xyn水解玉米芯能力的最适培养基组成为:麸皮16 g/l、微晶纤维素7 g/l、牛肉浸膏4 g/l、玉米浆3 g/l、小麦蛋白胨4 g/l、KH_2PO_4 1.0 g/l、MgSO_4 2.0 g/l、CuSO_4 0.00 g/l、Fe-SO_4 0.05 g/l、VB1 0.15 g/l;在此条件下,Xyn、CMC和FPA的活性分别为135.12、1.95 U/ml和1.68 U/ml,XCHI为1 649.44。
王美娟[4]2017年在《嗜热子囊菌产耐热木聚糖酶的条件及酶学性质的研究》文中研究说明木聚糖酶主要以内切方式随机作用于木聚糖主链骨架的β-1,4-糖苷键,生成低聚木糖和木糖,现已在食品、饲料、纺织等领域应用广泛。与常温木聚糖酶相比,耐高温木聚糖酶具有催化效率高、防止污染、降低成本等优势,已成为国内外研究的热点之一,而嗜热真菌是主要的耐热木聚糖酶生产菌株。因此,本论文首先从高温堆肥和温泉等处的土壤中筛选出嗜热产耐热木聚糖酶的菌株,对其进行鉴定、培养条件优化,进而对其所产的耐热木聚糖酶进行分离纯化和酶学性质解析。主要的研究结论如下:(1)以江苏句容高温堆肥和湖北咸宁热泉出水口等处的土壤为原料,采用稀释涂布、刚果红染色以及胞外酶活测定的方法,筛选到编号为M1-M10等10株产耐热木聚糖酶的菌株。其中,M2菌株可同时分泌木聚糖酶(Xyn)和纤维素酶(CMC和FPA)等,且木聚糖酶活最高(34.58 U/m L);经形态学、ITS序列同源性和系统进化树等分析确定其为嗜热子囊菌(Thermoascus aurantiacus);现该菌株保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(编号为CGMCC NO.11334);T.aurantiacus CGMCC11334在45 oC条件下发酵8 d后Xyn最大达到39.07 U/mL。(2)利用SPSS进行主成分分析,构建了催化水解玉米芯的综合水解能力指数(XCHI);然后以XCHI为自变量,水解玉米芯的还原糖得率为因变量进行回归分析,回归分析模型证明了综合水解能力XCHI与糖得率之间存在相关关系,以XCHI为响应值,正交实验优化得到T.aurantiacus CGMCC11334产Xyn水解玉米芯能力的最适培养基组成为:麸皮16 g/L、微晶纤维素7 g/L、牛肉浸膏4 g/L、玉米浆3 g/L、小麦蛋白胨4 g/L、KH_2PO_4 1.0 g/L、MgSO4 2.0 g/L、CuSO4 0.15 g/L、FeSO4 0.05 g/L、VB1 0.15 g/L;在此条件下,Xyn、CMC和FPA的活性分别为135.12 U/mL、1.95 U/mL和1.68 U/m L,XCHI为1649.44。(3)采用硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose Fast Flow层析和Sephadex G-75等对Xyn纯化,其回收率为36.5%,纯化倍数为5.27;SDS-PAGE和MALDI-TOF-MS确定了其分子质量为31.0 kDa,并预测了其结构特征。纯化的Xyn的酶学性质结果表明,其最适反应温度和最适反应pH分别为75 oC和5.0;Xyn具有良好的热稳定性和酸碱稳定性,在30~80oC和pH 2.0~10.0条件下残留酶活分别为80%和70%以上。Mg~(~(2+))和Ag+促进Xyn相对酶活至120.0%和119.6%;而Co~(2+)、Cu~(2+)和Mn~(2+)抑制Xyn相对酶活至48.3%、96.5%和20.7%。Xyn的Km值为4.81 mg/mL,V_(max)为476.2 mg/(min·mL)。Xyn水解产物主要为木二糖,据水解产物和空间构型可初步判断该酶为第10家族的内切木聚糖酶。
陈卫红[5]2009年在《嗜热子囊菌光孢变种β-葡萄糖苷酶的基因克隆、表达及酶学性质分析》文中进行了进一步梳理到目前为止,已有上百个微生物β-葡萄糖苷酶基因得到克隆,许多微生物来源的β-葡萄糖苷酶基因已获得异源表达。真菌中目前研究得较多的是酵母和木霉属(Trichoderma )、曲霉属(Aspergillus )等霉菌。嗜热真菌研究较少,目前仅在Humicola grisea ,Talaromyces emersonii和Thermoascus aurantiacus(原种)中报道过。由于嗜热真菌表达的热稳定性β-葡萄糖苷酶在高温环境中的稳定性和高活力,因此具有比常温菌β-葡萄糖苷酶无法比拟的应用优势。嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascus aurantiacus var. levisporus)是一种分布广泛、生长上限温度很高的真菌,该菌在乳糖为唯一碳源的培养基中50℃条件下可以产生β-葡萄糖苷酶,应用分子生物学手段,将热稳定β-葡萄糖苷酶基因导入毕赤酵母中高效表达,使β-葡萄糖苷酶在常温和短时间内快速、超量表达,以达到降低能耗和提高经济效益的目的,从而为工业应用奠定基础。从嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascus aurantiacus var. levisporus)RNA中通过RT-PCR克隆出β-葡萄糖苷酶基因bglⅠ和bglⅡ的全长序列。Genbank登录号分别为EU269025和EU263993,将各片段分别插入巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris分泌型表达载体pPIC9K中,获得重组质粒pPIC9K/ bglⅠ和pPIC9K/ bglⅡ,经线性化后用电穿孔法导入毕赤酵母GS115中,在醇氧化酶AOX1基因启动子作用下,分别获得高效表达β-葡萄糖苷酶的毕赤酵母工程菌株。经DEAE-Sepharose阴离子层析分别纯化了重组表达蛋白,SDS-PAGE分别测得该重组蛋白分子量约为120 kDa和118 kDa。经甲醇诱导,工程菌株发酵液中β-葡萄糖苷酶的活力分别为1.2 U/mg和0.23 U/mg,小规模发酵量都达0.45 mg/mL。前者β-葡萄糖苷酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH为5.5。70℃保温30分钟仍保持80%的酶活力,具有较高的热稳定性,在pH3.0~9.0的条件下酸碱耐受性强。后者β-葡萄糖苷酶酶的最适反应pH为5.0,最适反应温度为50℃,热稳定性比前者差。
庞宗文, 郭法谋, 徐勇, 梁静娟, 彭幸[6]2012年在《高产木聚糖酶嗜热子囊菌固体发酵条件与酶学性质》文中研究指明以本实验室从土壤中分离筛选到的一株高产木聚糖酶的嗜热子囊菌QS7-2-4为生产菌种,进行固体发酵产木聚糖酶的发酵条件研究,结果表明最佳产酶条件为:玉米芯:麸皮为7:3(w/w);最佳氮源为酵母膏和胰蛋白胨的混合氮源,添加量为1.5%;吐温-80添加量为0.5%,初始pH为7.2,培养基含水量为80%,250mL叁角瓶装料量为8g,发酵温度50℃,发酵时间72h,该条件下木聚糖酶产量达27952U/g干基。该酶最适反应温度为75℃,最适反应pH为4.5,在70℃以下具有良好的稳定性,在室温下储藏150d仍然保留87%的活性。
赵春青[7]2006年在《中国嗜热真菌分类研究》文中提出嗜热真菌是一类最低生长温度为20℃或20℃以上,最高生长温度为50℃或50℃以上的特殊真菌类群。由于其在实验室常温下极少生长或不生长,而在高于常温范围内却生长良好,所以不易被发现,相对于其它真菌来说,研究较少,起步较晚。随着人们对高温生命形式奥秘的揭示,嗜热微生物的研究已成为国际研究的热门领域。目前世界已发现嗜热真菌近50种,我国30余种。本论文研究的主要目的是研究中国大陆嗜热真菌的种类、分布及其多样性。在本研究中,分别从山东、山西、陕西、新疆、海南、浙江、云南、甘肃等省份采集了400余份材料。经认真的分类、鉴定,共描述嗜热真菌17种,其中新种1个,中国新记录种6个,中国大陆新记录种2个;耐热真菌4种。新种为:海南嗜热子囊菌Thermoascus hainanense。中国新记录种为:丝衣霉状篮状菌Talaromyces byssochlamydioides、透明嗜热腐殖霉菌Humicola hyalothermophila、嗜热孔孢霉Gilmaniella thermophila、太瑞斯梭壳孢霉Thielavia terrestris、维吉尼亚毛壳菌Chaetomium virginicum和嗜热团丝核菌Myriococcum thermophilum。中国大陆新记录种为:嗜热子囊菌Thermoascus aurantiacus和黄褐毁丝霉Myceliophthora hinnulea。中国已报道种为:埃默森篮状菌Talaromyces emersonii、杜邦青霉Penicillium dupontii、嗜热子囊菌光孢变种Thermoascus aurantiacus var. levisporus、嗜热革节孢Scytalidium thermophilum、樟绒枝霉Malbranchea cinnamomea、疏绵状丝孢菌Thermomyces Lanuginosus、嗜热毛壳菌Chaetomium thermophilum和微小根毛霉Rhizomucor pusillus。四种耐热真菌:麻孢壳属不确定种Gelasinospora sp.,疫霉属不确定种Phytophthora sp.,黑曲霉Aspergillus niger和烟曲霉Aspergillus fumigatus。本研究的主要结果及对嗜热真菌种级分类标准的新认识和观点如下:1.在前人工作的基础上,增加了新种及若干中国新记录种和中国大陆新记录种。2.提出嗜热性应作为同属内嗜热真菌与非嗜热真菌种级鉴别的重要依据。3.嗜热真菌的分类依据有:有性结构的特点,包括子囊果(散生、群生、表生、埋生,颜色、大小,果壁结构)、附属丝(有无、形态)、子囊(形状、大小、消解难易、含子囊孢子的数目)、子囊孢子(大小、颜色、形状、表面饰纹);无性结构的特点,包括分生孢子梗(有无分化、产生于菌丝的位置、长短、粗细、颜色、表面饰纹)和分生孢子(大小、形状、颜色、表面饰纹、生长方式)等。在种间有性结构形态差别甚微时,应以无性结构形态为主加以鉴别。
周秀梅, 夏黎明[8]2004年在《耐热子囊菌产木聚糖酶及酶学性质的研究》文中研究表明对 1株耐热子囊菌 (Thermoascusaurantiacus)固态发酵产木聚糖酶的工艺条件及酶学性质进行了研究。确立了适宜的产酶基质为 :麸皮 3 0 %、玉米芯 3 5 %、玉米皮 3 5 %、(NH4 ) 2 SO4 2 %、尿素 0 5 %、KH2 PO4 0 5 %、MgSO4 ·7H2 O 0 2 %、初始含水量 65～ 70 %。 45℃培养 5d ,木聚糖酶活力最高可达 1 0 3 2 1IU/g(干曲 )。该木聚糖酶最适反应温度为 70℃ ,最适pH4 8;在 pH3 0～ 7 0 ,温度低于 65℃时稳定性能较好。可被Fe2 +、Mg2 +、Zn2 +激活 ,而被Co2 +、Fe3+、Mn2 +抑制。
Boyce, A, Walsh, G[9]2012年在《Investigation of the Potential Suitability of the Enzymes Produced by the Fungus Thermoascus Aurantiacus for the Pretreatment of Lignocellulose for Bioethanol Production》文中指出Thermoascus aurantiacus木聚糖酶的生产及应用研究
韩瑞祥[10]2017年在《来自嗜热子囊菌的耐热重组木聚糖酶在巴斯德毕赤酵母中的异源表达》文中研究说明目的通过在巴斯德毕赤酵母中异源表达进一步提高嗜热子囊菌木聚糖酶的热稳定性。方法基于巴斯德毕赤酵母的密码子使用偏倚优化原嗜热子囊菌木聚糖酶基因xyn A的基因序列。构建重组质粒p GAPZαA-xyn A、p PIC9K-xyn A,经线性化处理后电击转化入表达宿主毕赤酵母GS115中,构建重组菌株。经过含博莱霉素(zeocin)的YPD琼脂板初筛后,抽提基因组筛选阳性转化子。使用博来霉素浓度梯度YPD琼脂平板复筛转化子。采用硫酸铵沉淀、有机溶剂沉淀、离子交换柱层析、分子筛层析等方法分离、纯化重组木聚糖酶。通过SDS-PAGE凝胶电泳和酶谱实验确定重组木聚糖酶大小,利用高碘酸硝酸银染色和Endo H酶处理检测重组酶是否为糖蛋白及糖蛋白的类型。以失活的重组木聚糖酶Xyn A作对照,与重组木聚糖酶Xyn A同样在Tris-HCl缓冲液(p H8.0)中42°C处理激光打印纸72h,检测其脱墨效果。在Tris-HCl缓冲液(p H8.0)中高温(70~80°C)酶解未处理的玉米芯,温育36h后测定其糖化效果。结果密码子优化后的xyn A基因通过设计、合成,并且在巴斯德毕赤酵母中表达。筛选出在木聚糖琼脂板中形成最大水解透明圈的菌株RX8,用于摇瓶发酵,并产生40U/ml的木聚糖酶活性。S-75型葡聚糖凝胶层析纯化后的重组木聚糖酶比酶活最高,达到1053U/mg的木聚糖活性。通过SDS-PAGE凝胶电泳和酶谱实验确定重组木聚糖酶大小为75k Da。高碘酸-硝酸银染色法显示该重组木聚糖酶为糖蛋白,其表观分子量显着高于其蛋白理论值,表明该重组木聚糖酶在表达的过程中发生了高度糖基化。重组木聚糖酶Xyn A的最适反应条件为75°C和p H 8.0。该酶在100°C下保温8h仍保持高于80%的酶活性。重组木聚糖酶在Tris-HCl缓冲液(p H8.0)中42°C处理激光打印纸72h的脱墨效果(247%)高于报道的芽孢杆菌木聚糖酶CKBx1D(200%)。其在高温酶解过程(70~80°C)中对未处理的玉米芯保温36h后的糖化效率7.44%。此外,该重组木聚糖酶在较宽的p H(4.0~10.0)范围内具有较好的酸碱耐受性和稳定性。结论重组木聚糖酶Xyn A首次在毕赤酵母中实现了异源表达,其重组木聚糖酶的耐热性较原始木聚糖酶得到较大提高。较高的比酶活力和良好的热稳定性使该重组木聚糖酶具有较大的工业化应用潜力及经济价值,也为其它耐热木聚糖酶的研究奠定了理论基础。
参考文献：
[1]. Thermoascus aurantiacus木聚糖酶的生产及应用研究[D]. 鄢永亮. 浙江大学. 2003
[2]. 木聚糖酶生产及酶学性质的研究[D]. 周秀梅. 浙江大学. 2005
[3]. Thermoascus aurantiacus产耐热木聚糖酶水解活性的培养条件优化[J]. 管国强, 方华, 王美娟, 毕芳, 崔凤杰. 饲料工业. 2018
[4]. 嗜热子囊菌产耐热木聚糖酶的条件及酶学性质的研究[D]. 王美娟. 江苏大学. 2017
[5]. 嗜热子囊菌光孢变种β-葡萄糖苷酶的基因克隆、表达及酶学性质分析[D]. 陈卫红. 山东农业大学. 2009
[6]. 高产木聚糖酶嗜热子囊菌固体发酵条件与酶学性质[J]. 庞宗文, 郭法谋, 徐勇, 梁静娟, 彭幸. 食品工业科技. 2012
[7]. 中国嗜热真菌分类研究[D]. 赵春青. 山东农业大学. 2006
[8]. 耐热子囊菌产木聚糖酶及酶学性质的研究[J]. 周秀梅, 夏黎明. 食品与发酵工业. 2004
[9]. Investigation of the Potential Suitability of the Enzymes Produced by the Fungus Thermoascus Aurantiacus for the Pretreatment of Lignocellulose for Bioethanol Production[C]. Boyce, A, Walsh, G. Abstracts of the 20th European Biomass Conference and Exhibition. 2012
[10]. 来自嗜热子囊菌的耐热重组木聚糖酶在巴斯德毕赤酵母中的异源表达[D]. 韩瑞祥. 安徽医科大学. 2017