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本论文以短小芽孢杆菌S12(Bacillus pumilus S12)为研究对象,由形态观察和生理生化试验结果及16SrDNA序列的比对,鉴定菌株S12为短小芽孢杆菌。通过对菌株S12产酶发酵培养基的优化,确定了其适宜的发酵配方,并进行了发酵条件的优化;同时进一步对其发酵液进行初步纯化,研究了酶最适作用温度和pH等酶学特性。本文还根据细菌产酶情况,进行破壁提酶的试验,发现该菌株细胞上亦有纤维素酶的活性。
1.短小芽孢杆菌S12产碱性纤维素酶的条件优化及特性研究
短小芽孢杆菌S12斜面生长最适pH是6.0~7.0,在碱性范围均可生长,说明该菌是产碱性纤维素酶(alkaline cellulases)的耐碱菌。通过对发酵培养基及条件的优化,确定了最适产酶发酵条件:麸皮或CMC-Na 3%,酵母膏0.7%,起始pH值为8.5,培养温度32℃,摇瓶装量70ml(250 ml三角瓶),接种量3%。
通过硫酸铵分级沉淀,透析除盐,对其酶学特性进行研究。该酶的最适作用温度是50℃,最适作用pH为9.0;在20~50~C,pH8.0~10.0稳定性较好。Mn<2+>、Na<+>、Fe<2+>、Cu<2+>对其有明显的激活作用,而Hg<2+>、Zn<2+>、Pb<2+>对其则有不同程度的抑制作用,Ca<2+>、Mg<2+>、K<+>对其无明显作用;Tw-80、X-100对纤维素酶具有明显的激活作用,Tw-20则具有明显的抑制作用。
2.破壁提纤维素酶研究
利用超声波法、溶胀法、冻融法、玻璃珠法、溶菌酶法等5种方法对短小芽孢杆菌S12(Bacillus pumilus S12)的破壁效果进行研究,实验表明:超声波法进行破壁的酶活值最高,其他依次为溶胀法、冻融法、玻璃珠法、溶菌酶法。将两种方法组合进行破壁,溶胀法与超声波法组合的效果较好,酶活提高30.57%。