高产糖化酶菌株的诱变育种及其发酵工艺的优化

论文摘要

糖化酶（Glucoamylase）,是一种外切性水解酶,它可以从淀粉、糊精、糖原等物质的非还原性末端依次水解α-1,4-葡萄糖苷键,最终得到p-D-葡萄糖,也可以缓慢水解α-1,6-葡萄糖苷键,使其转化成葡萄糖,是将淀粉转化成葡萄糖过程中最主要的酶类之一。目前国内外已筛选出多种糖化酶生产菌,并将其分离提纯。但还未见到以三种诱变剂依次照射糖化酶生产菌筛选高糖化酶菌株的例子 。本文以黑曲霉An-1为出发菌株,依次以紫外线、伽马射线和离子束为诱变剂进行诱变,筛选高产糖化酶菌株,并考察了突变株对营养条件及发酵工艺参数的响应情况。诱变筛选结果表明,紫外、伽马射线、离子束的剂量对菌株的存活率有很大影响,剂量越高,存活率也就越低。经三种诱变剂复合诱变并经传代培养后,得到一株酶活性很高的菌株AnUVyN+7,发酵培养得到的糖化酶酶活性为1100.9 U/mL,是原始黑曲霉菌株酶活（86.1U/mL）的12.7倍。通过响应面法优化发酵培养基,得到的最优培养基组成为葡萄糖浓度8.5%,豆饼粉浓度3.5%,玉米浆浓度4.5%,酶活性提高了20%。并且当发酵温度为35±0.5℃,初始pH为6左右,接种量为15%时,发酵效果最佳。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 淀粉及淀粉酶
• 1.2 糖化酶
• 1.2.1 糖化酶的来源
• 1.2.2 糖化酶的结构及作用机理
• 1.2.3 糖化酶的应用
• 1.2.4 国内外学者对于提高糖化酶活力的研究
• 1.2.5 部分已纯化的糖化酶性质
• 1.3 黑曲霉
• 1.4 微生物诱变育种
• 1.4.1 微生物诱变育种概述
• 1.4.2 微生物诱变育种方法
• 1.4.3 诱变剂的选择
• 1.4.4 影响诱变效果的因素
• 1.5 本论文工作的主要内容
• 1.5.1 菌种的改良
• 1.5.2 发酵培养基的优化
• 1.5.3 发酵培养基培养条件的优化
• 1.5.4 实验流程
• 第二章 糖化酶菌株的诱变选育
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与设备
• 2.2.1 原始出发菌株
• 2.2.2 实验试剂
• 2.2.3 设备和仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 培养基及培养方法
• 2.3.2 葡萄糖标准曲线
• 2.3.3 糖化酶酶活力的测定
• 2.4 诱变育种
• 2.4.1 菌种活化
• 2.4.2 孢子悬液的制备
• 2.4.3 紫外照射诱变
• 2.4.4 伽马射线照射诱变
• 2.4.5 离子束照射诱变
• 2.4.6 计算诱变致死率
• 2.4.7 淀粉培养基初筛
• 2.4.8 发酵培养基复筛
• 2.4.9 遗传稳定性的研究
• 2.5 实验结果
• 2.5.1 紫外诱变
• 2.5.2 伽马射线诱变
• 2.5.3 离子束诱变
• 2.6 本章小结
• 第三章 糖化酶菌株液体发酵培养基成分的优化
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 菌株
• 3.2.2 原料和试剂
• 3.2.3 设备与仪器
• 3.2.4 培养基及培养方法
• 3.2.5 培养基组成的优化
• 3.2.5.1 碳源对产酶的影响
• 3.2.5.2 氮源对产酶的影响
• 3.2.5.3 玉米浆的添加量对产酶的影响
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 碳源对产酶的影响
• 3.3.2 葡萄糖浓度对产酶的影响
• 3.3.3 氮源对产酶的影响
• 3.3.4 不同的豆饼粉浓度对产酶的影响
• 3.3.5 玉米浆对产酶的影响
• 3.4 响应面实验优化
• 3.5 本章小结
• 第四章 高产糖化酶菌株发酵工艺的优化
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 菌株
• 4.2.2 原料和试剂
• 4.2.3 设备与仪器
• 4.2.4 培养基及培养方法
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 发酵温度对产酶的影响
• 4.3.2 初始pH对产酶的影响
• 4.3.3 接种量对产酶的影响
• 4.4 实验结果
• 4.4.1 温度对产酶的影响
• 4.4.2 初始pH对产酶的影响
• 4.4.3 接种量对产酶的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结与展望
• 60Co-γ射线和离子束诱变的比较'>5.1 紫外诱变、⁶⁰Co-γ射线和离子束诱变的比较
• 5.2 发酵产糖化酶的最优条件
• 5.3 论文创新点
• 5.4 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况