论文部分内容阅读
论文以获得高产量的甲壳素脱乙酰酶为目的,从湘江河岸边的土壤中筛选出一株高产甲壳素脱乙酰酶的菌株,并对其进行了鉴定；利用该菌株深层发酵甲壳素脱乙酰酶,优化其培养基条件及工艺条件；并进一步利用发酵罐放大实验,构建甲壳素脱乙酰酶的发酵动力学模型。本实验采用硝基乙酰苯胺显色法共筛选到五株产甲壳素脱乙酰酶的菌株,通过进一步的摇瓶发酵培养,筛选得到一株高产甲壳素脱乙酰酶的菌株A1,结合其形态特征和ITS序列分析鉴定,最后确定菌株A1为层生镰孢菌(Fusarium proliferatum)。对菌株A1的发酵培养基进行单因素实验,得到适宜产甲壳素脱乙酰酶菌株发酵的培养基：碳源为乳糖,氮源为酵母膏,无机盐为硫酸亚铁,影响因子为甲壳素。然后以这些培养基组分为自变量,以甲壳素脱乙酰酶的酶活为响应值,利用Design-Expert7.0软件,根据Box-Behnken中心组合原理设计,并通过响应面法(RSM)对实验进行优化分析,得到了可预测甲壳素脱乙酰酶产量的多元回归方程：R1=17.41+1.11A+0.78B+1.14C+0.41D+0.32AB+0.40AC-0.064AD-0.017BC+0.68BD-0.081CD-5.28A2-3.32B2-4.00C2-4.02D2,并确定了最佳产酶发酵培养基水平为：酵母膏10.57g/L,乳糖10.65g/L,硫酸亚铁5.44g/L,甲壳素10.30g/L。该酶优化后的产量17.62U/mL比单因素试验的最高酶活14.69U/mL提高了1.2倍。菌株A1发酵条件的单因素实验结果表明,pH、培养温度、摇床转速为菌株发酵产酶的关键因素。进一步通过Box-Behnken中心组合原理和响应面法优化分析,得到可预测甲壳素脱乙酰酶产量的多元回归方程：R1=17.28+0.45A+2.04B+1.45C+0.18AB-0.21AC+0.33BC-3.64A2-3.32B2-3.73C2,并确定了最佳培养条件为：pH7.06,培养温度28.96℃,摇床转速183.88r/min。为了便于实际应用,最佳培养条件修正为pH为7.0,培养温度29℃,摇床转速为180r/min。该酶优化后的产量达17.75U/mL,与单因素试验所得的最高酶活14.12U/mL相比,提高了1.26倍。通过Logistic模型建立了甲壳素脱乙酰酶的发酵模型,应用1stOpt软件对实验数据进行处理计算,模型与实验数据拟合较好,为进一步放大生产奠定了技术基础。