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低聚果糖具有显著的营养和保健功能。研究菊粉内切酶水解菊粉生产低聚果糖,选育菊粉内切酶高产菌株,是功能性低聚糖研究中的热点课题。
本文的工作内容和研究成果主要有以下方面:
①产菊粉内切酶菌株的分离筛选及鉴定:从西北农林科技大学生物园土壤中采样,以菊粉为底物,松三糖为选择性鉴别碳源,平板分离纯化出6株产菊粉内切酶菌株。以酶活I/S值作为复筛标准,筛选出2株产菊粉内切酶酶活相对较高的菌株,标记为NCM和NSY5,它们的摇瓶初始酶活I/S值分别为17.82,12.40。通过菌落形态、菌丝及孢子形态以及生理生化特性分析,初步鉴定命名为:柱隔孢霉Ramularia NCM和克鲁维酵母Kluveromyces NSY5。
②发酵条件优化研究:在单因素实验基础上,采用Plackett-Burman实验设计对影响Kluveromyces NSY5发酵产菊粉内切酶的碳源、氮源、无机盐、发酵时间等8个选择因素进行评估,结果显示培养基的菊芋汁浓度、摇瓶装液量和发酵时间对菌株发酵产酶具有显著影响。根据实验结果和经验方法对显著影响因素的优化取值范围进行预估,用Box-Behnken中心组合实验和响应面寻优分析找出显著影响因素的极优值,验证实验结果显示,采用优化的菊芋汁浓度3.5％、装液量50ml/250ml、发酵时间56h,Kluveromyces NSY5摇瓶发酵液中的菊粉内切酶I/S值达到18.29,比初始发酵条件下的菊粉内切酶I/S值12.40提高47.50％,优化预测值和实验验证值的相对误差为0.26％。
③菌株诱变育种研究:以菌株Kluveromyces NSY5为出发菌,经UV(20W、距30cm辐照110S)、微波辐射15min协同多轮诱变处理,选育出一株突变株Kluveromyces NSY54W,其发酵菊粉内切酶酶活(I/S)较出发菌株提高了32.95％。