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本论文研究了黑曲霉HNCO-8008蔗果糖酶的生产工艺、分离纯化和酶学特性。蔗果糖酶能催化蔗糖生成蔗果糖的反应。已知蔗果糖具有低热值、抗龋齿、促进肠道双歧杆菌增生、缓解便秘、降低血液胆固醇和脂肪含量以及促进动物生长等一系列优良的生理保健功能。 主要研究内容包括: 1.蔗果糖酶生产菌株筛选和产酶工艺条件优化 从8支黑曲霉菌中筛选出最适于生产蔗果糖酶的黑曲霉菌HNCO-8008。蔗糖是该菌生长和产酶的最佳碳源。利用两次MRCO(Modified Random-Centroid Optimization Program)循环得到优化培养基组成为:蔗糖49.65%,K2HPO4 1.089%,MgSO4.7H2O 0.134%,NaNO3 0.99%,酵母膏3.5%,发酵初始pH8.3。在优化培养基中菌株于30℃培养48h后发酵液蔗果糖酶活力达90.86u/ml。 2.蔗果糖酶的分离纯化 应用(NH4)2SO4分级沉淀、Sephadex G-200凝胶过滤、DEAE-Bio-Gel离子交换方法从HNCO-8008菌株发酵液和菌丝体中分离纯化获得PAGE-SDS纯的蔗果糖酶。该酶分子量为59,500道尔顿,是一种单亚基的糖蛋白,氨基酸分析表明该酶含有较多的赖氨酸。该酶的最适作用pH5.0,最适作用温度为55℃,有较好的热稳定性和较宽的pH适宜范围(4.5~9.0),5mmol/LHg2+能够完全抑制酶活力,其米氏常数值Km为43.1mmol/L。研究表明HNCO-8008菌株胞内和胞外蔗果糖酶具有相同的特性。 3.蔗果糖酶的特性研究 在70%(w/v)蔗糖介质中,蔗果糖酶几乎完全催化果糖基转移反应生成蔗果糖、葡萄糖和蔗糖的混合糖浆;如果蔗糖浓度小于2%(w/v)该酶仅催化水解反应;但在2~60%(w/v)蔗糖浓度条件下其表现出果糖基转移和蔗糖水解的双重酶活力。该酶的果糖基转移酶/水解酶活力比率随着蔗糖底物浓度的增加而增大。蔗糖浓度大于11.1%(w/v)时转移/水解酶活力比率大于1.0,蔗糖浓度小于6.7%时这个比率小于1.0。 研究了宽广底物浓度范围内超声波物理作用对蔗果糖酶催化的水解和转移反应的影响。结果发现50或75W的超声波在较低蔗糖浓度(0~35%.w/v)