Bacillus subtilis 16A苎麻脱胶关键酶—半纤维素酶纯化及协同脱胶效果的研究

论文摘要

麻类作物是一种天然优质的纺织材料，在进行纺织之前必须进行脱胶处理。胶质组成中的半纤维素由于是一种抗碱、拒抽提的物质，因此成为苎麻脱胶过程中的主攻对象。生物脱胶是一种环保且耗能低的新技术，与传统的热碱蒸煮的化学脱胶工艺相比具有良好的应用前景。然而，目前的技术难点在于如何进一步降低脱胶后纤维的残胶率。研究表明一味增加脱胶关键酶—果胶酶并不能持续增强脱胶效果。采用多种酶混合脱胶是一个曾经被忽略的重要方面。本论文将研究重点放在半纤维素酶对苎麻的脱胶作用上。通过分离纯化高效脱胶菌株Bacillus subtilis．16A的甘露聚糖酶和木聚糖酶来研究其对苎麻的脱胶效果，以及与果胶酶的协同脱胶效果。结果表明甘露聚糖酶、木聚糖酶可以将半纤维素降解，同时也为果胶酶进一步降解果胶等胶质提供了条件，从理论上进一步阐明了半纤维素酶在苎麻脱胶中的作用。本文从实验室保存的高效脱胶菌Bacillus subtilis 16A出发，甘露聚糖酶最适液体培养基为：魔芋胶30g／L，蛋白胨9g／L，酵母膏2g／L，KH2PO45g／L，MgSO4．7H2O 0．25g／L；最适发酵条件为：起始pH8．0，接种量10mL，装量50mL，发酵周期72h，发酵温度34℃，摇数150rpm。木聚糖酶最适液体培养基为：麸皮：玉米芯为30％：70％，蛋白胨为6g／L．MgSO4．7H2O为1．0g／L，吐温为0．5g／L;最适发酵条件为：发酵周期60h，接种量（?）5mL，装量90mL，起始pH8．0，发酵温度34℃，摇数150rpm。根据上述优化条件分离纯化得到这两种半纤维素酶。分离纯化流程为：粗酶液→硫酸铵沉淀→透析→DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换柱层析→Sephadex凝胶过滤层析→电泳检测。两种半纤维素酶性质基本相似：中性pH（7．0-8．0）范围内稳定；温度在小于55℃表现稳定；Mn2+，Mg2+，Al3+对这两种酶都有激活作用。最后进行脱胶配比实验，找到最适宜脱胶的酶活比例为：果胶酶（40u／mL），木聚糖酶（30u／mL）,甘露聚糖酶（20u／mL）。利用从Bacillus subtilis 16A分离纯化的酶系脱胶最终将残胶率降至5．62％，为进一步研发高效酶制剂奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1 麻类脱胶研究概况
• 2 苎麻与麻纺
• 2.1 苎麻概况
• 2.2 苎麻胶质化学成份
• 3 苎麻酶法脱胶工艺概述
• 3.1 微生物脱胶
• 3.2 酶法脱胶
• 3.3 生物-化学联合脱胶
• 4 苎麻生物脱胶中半纤维素酶简介
• 4.1 甘露聚糖酶
• 4.2 木聚糖酶
• 4.3 半纤维素酶生物脱胶研究概况
• 5 本课题的主要内容和研究意义
• 第二章 Bacillus subtilis 16A产甘露聚糖酶培养条件的优化
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 还原糖标准曲线
• 2.2 培养基成分的优化
• 2.3 发酵条件的优化
• 3 小结
• 第三章 Bacillus subtilis 16A甘露聚糖酶的分离纯化及其性质的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 甘露聚糖酶分离纯化结果
• 2.2 纯化甘露聚糖酶的一些基本性质
• 3 总结
• 第四章 Bacillus subtilis 16A产木聚糖酶培养条件的优化
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 培养基成分的优化
• 2.3 发酵条件的优化
• 3 小结
• 第五章 Bacillus subtilis 16A木聚糖酶的分离纯化及其性质的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2.结果与分析
• 2.1 木聚糖酶分离纯化步骤与结果
• 2.2 木聚糖酶的一些基本性质
• 3 总结
• 第六章 Bacillus subtilis 16A酶法脱胶机制的研究
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 单酶的脱胶作用
• 2.2 多酶的联合脱胶作用
• 3 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表