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脂肪酶高产菌株筛选、产酶条件优化及脂肪酶大量纯化研究

陈晖

  从武汉、襄樊、十堰等地采集含油污土样208 份,经平板粗筛、摇瓶复筛,得到酶活力在5.0U/mL以上菌株6株,其中Aspergillus sp.F044酶活最高,达到11.18U/mL。应用逐因子试验(Seriatim-Factorial Experiment)、Plackett-Burrman、反应面法(Response Surface Methodology, RSM)和单因子试验(Monofactorial Experiment)分析对曲霉Aspergillus sp.F044 产脂肪酶发酵条件进行了快速优化。首先应用逐因子试验确定Aspergillus sp.F044 产脂肪酶最适碳源和最适氮源分别为:麦芽糖和牛肉膏。在此基础上通过Plackett-Burrman 设计对八个影响其产酶相关因素进行评估并筛选出具有显著效应的橄榄油乳化液浓度、牛肉膏浓度、硫酸镁浓度三个因子。然后拟合三个因子关于发酵液酶活力的一阶线性模型,再沿着一阶模型指定的路径进行最速上升试验,在上升最高点处由中心组合试验和反应面法确定其最优培养基组成,最后通过单因子试验确定最适发酵温度和最适摇床转速。得到优化培养条件为:麦芽糖1.5%,硫酸铵7‰,磷酸氢二钾1‰牛肉膏1.25%,硫酸镁2.11‰,橄榄油乳化液1.41%,自然pH,250r/min 和30℃培养72h 后酶活达到32.15U/mL。与初始11.18U/mL 相比,酶活提高了2.88 倍。在此基础上研究了Aspergillus sp.F044 脂肪酶在双水相(Aqueous Two Phase System,ATPS)中分配平衡,选择影响较大的五个参数如PEG 平均相对分子质量、PEG 浓度、磷酸盐浓度、pH 和NaCl 浓度,研究其对分配平衡的影响。试验得到最优纯化条件为:PEG 相对分子质量为600,浓度17.5%(w/w) ,磷酸盐浓度12.5%(w/w) , NaCl 浓度0.5%(w/w),pH7.0。在此条件下,脂肪酶分配系数达到7.1,纯化系数达到4.7,回收率达到0.91。微生物脂肪酶在工业应用中具有重要经济价值,目前我国在这方面尚处于起步阶段。本课题目的是在酶法生产生物柴油技术、工艺以及脂肪酶规模化生产等方面的一些瓶颈问题做一些有益探索,因此具有重要意义。……   
[关键词]:脂肪酶;Plackett-Burrman 设计;RSM 试验设计;双水相;纯化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中科技大学2005年