产壳聚糖酶菌株的筛选鉴定、产酶发酵条件的优化及酶学性质研究

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壳聚糖(chitosan)及其降解产物因具有优良的物理特性和生物活性而被广泛关注。本研究通过平板透明圈初筛、摇瓶复筛方法,从青岛海岸土壤中分离筛选到1株产壳聚糖酶活性较高的细菌K1,并对其产酶发酵条件进行了单因子与响应曲面优化分析试验。结果表明:经部分理化性质测定和16S rDNA序列分析(GenBank接收号:KC489157),K1菌株被鉴定为Mi tsuaria sp. K1;该菌株最适产酶发酵条件为:碳源(1%粉末壳聚糖,w/v):氮源(0.5%KN03,w/v)=2:1,培养温度25℃,起始pH6.5,培养时间25h,接种量3.0%(v/v),装液量100ml;在最适条件下,K1菌株发酵液中壳聚糖酶活最高可达到11.56U/ml,较初始菌提高了5倍。与已有报道相比,该菌产酶发酵温度降低了5-10℃,最高产酶周期缩短了1-2倍,因此具有潜在工业发酵应用价值。另外,还对K1菌株发酵粗酶液中壳聚糖酶的部分酶学性质进行了初步研究,结果表明:该酶最适底物浓度为1.5%;最高酶活温度范围为50℃-70℃(60℃时达到最大值),20-30℃范围内酶活稳定性较好;最高酶活pH范围为4-6(pH5.2时达到最大值),在pH5.4-6范围内酶活稳定性较好:另外,Ca2+、Mg2+、Mn2+是该酶的激活剂,Cu2+、Fe3+、Zn2+是该酶的抑制剂。本研究结果为后续拟将开展的工业化发酵生产壳聚糖酶制剂提供了数据基础和理论依据。
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