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黑曲霉生产糖化酶及酶活测定_单海艳

第19卷 第7期 牡丹江大学学报 Vol.19 No.7 2010年7月 Journal of Mudanjiang University Jul. 201092 文章编号:1008-8717(2010)07-0092-03黑曲霉生产糖化酶及酶活测定单 海 艳(牡丹江大学,黑龙江 牡丹江 157000)摘 要:本文对黑曲霉突变株Uv11-48生产糖化酶液体深层发酵进行了全程生产工艺的研究,证实了黑曲霉突变株是一种产孢力强、抗污染能力强、易培养的糖化酶生产菌,经液体深层通风发酵可得出:只要充分利用突变株的有利条件,掌握好菌种特性,合理配制营养,控制好发酵条件,便可获得高酶活力的高产糖化酶。

本实验还运用了几种酶活力测定方法,以资进行优劣探讨。

关键词:黑曲霉;液体通风发酵;糖化酶;酶活力 中图分类号:Q-331 文献标识码:B 一、前言(一)黑曲霉菌种特性 1.黑曲霉的分类地位黑曲霉在分类学上处于:真菌门、半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目、丛梗孢科、曲霉属、黑曲霉群,拉丁学名:Aspergillus niger 。

2.黑曲霉形态、生理、生态特性孢子头呈暗黑色,菌丝体由具横隔的分枝菌丝构成,菌丝黑褐色,顶囊球形,小梗双层,分生孢子球形,平滑或粗糙。

一般进行无性生殖,其可育细胞称足细胞。

3.黑曲霉突变株的形态、生理、生态、特征 在查氏培养基上菌落曲型为炭黑色,有辐射沟纹,从菌落边缘向中心,分化为伸长部位,活性部位,成熟部位,老化部位几个区域即孢子萌发最早出现于中心部位是伸展部位,并逐渐形成密生部位,分生孢子部位,最后在中心出现的是成熟部位,菌落背面无色或稍黄。

(二)糖化酶的分类、地位、性质及用途 1.糖化酶在国际酶学委员会,在系统命名法中的地位糖化酶是淀粉酶,在系统命名法中属水解酶类。

2.糖化酶的性质糖化酶(glucamylase )又名糖化型淀粉酶(glueoamylase )或淀粉葡萄糖苷酶。

其系统名称为淀粉α1.4-葡萄聚糖水解酶。

糖化酶是一种胞外外切酶,但其专一性低,主要是从淀粉链的非还原性末端切开α-1.4-键。

一般淀粉水解程度达80%。

(1)糖化酶中糖和蛋白组成糖化酶是一种糖蛋白,通常碳水化合物占4%-18%,这些碳水化合物主要是半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺和甘露糖,糖化酶残基的排列在其热和酸碱稳定性上有特殊意义。

(2)糖化酶组分多型性真菌产生的糖化酶组分多型性是常见的,市售的糖化酶中可分离出葡萄糖酶І和葡萄糖酶И两种组分。

而市售黑曲霉生产的糖化酶曾分离出六种活性组分,每种均可从可溶性淀粉中释放出单一的β-D-葡萄糖。

这六种组分的分子量,沉淀系数,化学组分,等电点,酶的动力学及其它性质各异。

培养基成分和的生产条件对糖化酶组分多型性也有影响,天然糖化酶在微生物培养或酶的制备过程中可能受葡萄糖苷酶和蛋白酶的作用而成多型性的酶类。

(3)糖化酶的热稳性工业用的糖化酶都是利用它的热稳性,α-环状糊精可提高糖化酶的热稳性,最适温度范围一般为50℃~60℃。

(4)从酶PH 稳定性上看: 糖化酶具较宽的PH 值适应范围,但最适PH 为4-5。

(5)Ca 离子与酶结合后可使结构变得松散些,更有利于催化反应。

(6)糖化酶与底物亲和性收稿日期:2009-11-26作者简介:单海艳(1977—),女,牡丹江大学化工系讲师,研究方向:生物教学。

DOI:10.15907/ki.23-1450.2010.07.036糖化酶是将麦芽糖糊精转化为D-葡萄糖,底物水解速度主要受底物分子的大小及结构影响。

同时也受水解碳链序列中F一个键的影响,碳链越来越大。

其最大反应速度随底物碳链的增长而增加,呈线性变化。

3.糖化酶的用途主要用途是作淀粉糖化剂。

在食品工业制造葡萄糖、麦芽糖、糊精糖浆和直链淀粉薄膜,改善面色质地,加工蔬菜、制造菜汁、菜泥。

在发酵工业方面与α-淀粉一起还广泛用在谷氨酸、柠檬酸发酵生产中,作为淀粉原料,代替了麦芽和液体,提高了淀粉利用率。

在我国,糖化酶还用于处理原理,水解棉中的低聚糖,减少棉纤维的粘缠以利于纺纱。

二、材料与方法(一)材料:菌种:黑曲霉仪器:恒温培养箱 离心机 水浴锅恒温液体振荡培养器小型液体发酵罐分光光度计等试剂:链霉素 0.1%苯甲酸钠乳酸氢氧化钠硫酸铵等(二)方法液体深层发酵工艺流程:试管斜面菌种→种子扩大培养→液体深层通风发酵→过滤→离心→干燥→粗酶制剂→酶活测定配方:斜面种子培养基:蔗糖30g 硫酸铵3g 磷酸氢钾1g 硫酸镁0.5g 硫酸铁0.01g 水 1000 ml 琼脂2% 液体摇瓶扩大培养基:玉米面4%,豆饼粉3%麦麸1% Kcl 0.5g 水1000ml自然PH通风恒温液体深层通风发酵培养基:玉米粉10% 豆饼粉4%麦麸1%水1000ml PH 4.51.粗酶提取发酵液→过滤→盐析→固形物→烘干→加入淀粉添充剂→磨粉→粗酶制剂。

2.酶活力测定酶活力测定方法(一)钢圈法:5ml3%琼脂倒皿 →再加5ml 可溶性淀粉与3% 琼脂→放入三个灭过菌的钢圈 分别滴入不同浓度的酶液→定期测定透明圈直径。

(二)比色法:10ml 20%可溶性淀粉 5ml柠檬酸 PH4.8(对照不加酶液,处理加1ml) 加1ml 10%NaOH终止反应,对照补加1ml酶液→滤纸过渡→比色。

三、结果与讨论(一)结果1.钢圈实验结果如下表:糖化酶钢圈测试时间 编号 1cm 2cm 3cm 平均值23日8:101号(原液) 1.365 1.365 1.340 1.35723日8:102号(稀释1倍) 1.320 1.290 1.270 1.29023日8:103号(稀释2倍) 1.170 1.165 1.165 1.16723日11:101号(原液) 1.4555 1.475 1.475 1.46323日11:102号(稀释1倍) 1.340 1.380 1.380 1035523日11:103号(稀释2倍) 1.315 1.365 1.325 1.33523日16:001号(原液) 1.460 1.525 1.500 1.49523日16:002号(稀释1倍) 1.365 1.370 1.385 1.37323日16:003号(稀释2倍) 1.220 1.26.0 1.255 1.24524日8:301号(原液) 1.760 1.765 1.760 1.76224日8:302号(稀释1倍) 1.375 1.470 1.400 1.41224日8:303号(稀释2倍) 1.300 1.350 1.325 1.3262.DNS测定结果如下表糖化酶酶活测定反应时间含糖酶解产糖 CK 处理 CK 处理比色反应 Ehr 10 min 0.094 0.25 0.480 1.219 0.738 8.368 50.21 30min 0.041 0.338 0.229 1.635 1.406 23.89 47.79 平 均49(二)分析本实验得到酶活性一般,分析原因如下:1.发酵当中,基质粘度过大,菌丝发生球结,这是通气不足的原因,因通气不足,氧的含量较低,造成代谢不彻底,有机酸积累,PH始终降低,正常发酵,应是PH先下降然后开始回升,结束发酵。

932.原材料当中的玉米粉可能染有杂菌,原材料的营养成份肯定有一定变化,杂生产过程中所产生的代谢物对发酵可能有一定的影响,本实验没有做检测,在此提出有待于进一步探讨。

3.糖化酶是诱导酶。

淀粉能诱导酶的形成,培养基中淀粉浓度与糖化酶的酶活及糖化酶的mRNA含量成正相关,在培养基中适当提高培养基中淀粉含量,可以增加产酶的量,酶活也有所提高。

本实验没有添加任何诱导物。

4.适当浓度的钙离子对加强酶活力,保护酶有一定的作用,在发酵过程中加产酶促进剂,如:吐温-80与可促进产酶。

5.在发酵过程中有杂菌污染,曾用链霉素加以控制。

以上几项对酶活力和酶量有着直接或间接的影响,当然在实验操作过程中,一些人为的因素,人为的误差对实验也有一定影响。

四、小结用液体深层发酵生产糖化酶,由于黑曲霉具很强的抗污染力,生产力强,易培养,所以菌种培养条件一般很好控制,不会受到污染,而发酵条件难以控制。

这正是提高酶活的关键。

据中科院研究认为,酶的形成时刻与培养时间无关,而与培养基的PH变化有关,只有当PH从3.0回升时才能开始检测出酶活力,PH回升到4.5以后酶开始大量形成。

参考文献:[1]郭勇.酶工程.科学出版社,2004.[2]尹光琳.发酵工业全书.中国医药科技出版社,1992.(上接77页)这套理论,运用了早期转换生成语法中的“核心句”的概念,打破了传统句法的束缚,使用更能反映词与词深层关系的分词法,彻底抛弃了传统语法中词性(parts of speech)对译者的禁锢,使用符合同构现象翻译中表面的差异可能恰恰是深层的一致。

换句话说,一个符号从一个体系中搬到另一个体系中保留原来的面貌虽然在表面看是忠于原有的符号,但实际上可能恰恰背叛了原来的符号。

将2从2-4-8这一体系中拿出来,放到16-32-64这个体系中,就应该将2改成16;因为在后面一体系中能真实反映2在原来体系中价值的恰恰是16。

这样奈达建立起了一套强调目的语或者叫做强调“归化”译法的理论。

只要在20世纪80年代关注过翻译研究的人一定会发现,奈达这个名字几乎是翻译研究人员挂在嘴边的常用词,讨论翻译几乎到了言必称奈达的地步。

我们比较一下“功能对等”和“信达雅”等中国翻译标准,就会发现它们从本质上有殊途同归之妙。

尽管奈达长篇大论,引经据典,使用了语言学、符号学等概念,他得出的结论和“信达雅”、“神似”、“化境”有很多相似之处。

两者表达的角度和方法上完全不同,一个客观把握,一个微观求证,但在指导翻译实践中,基本上都是把译者往相同的方向引导。

由于奈达的理论有其不严密的地方,所以后来招来了不少批评,主要认为他的理论太宽松,容易忽略原文语言文化的特色。

如根据奈达的理论,有些文化中男子见面时要亲面颊,但西方文化在同样的场合都是握手。

因此可以说,亲面颊这一符号的功能对等物就是握手。

这一下,反对的人一定就多了,因为显然在握手和亲面颊之间存在着极大的文化差异,这么一对等,不就抹掉了原文的文化特色吗?(叶子南,2004:261)结束语:说到翻译标准,最具代表性和权威性的,莫过于严复的“信达雅”与奈达的“功能对等”了。

然而,这两个标准都有其自身的不足,不足以作为“翻译标准”的承担者。

“翻译标准”在哪里?谁能找到呢?我们期待着。

参考文献:[1]黄忠廉,李亚舒.科学翻译学[M].北京:中国对外翻译出版公司,2004.[2]刘扬,王佳娣.信达雅——箴言化高层级的翻译标准[J].湘潭大学学报,2007,(5).[3]沈云龙.梁任公近著.佛典之翻译:中卷[C].台北:文海出版社,1985.[4]叶子南.英汉翻译对话录[M].北京:北京大学出版社,2004.[5]郁达夫.读了珰生的译诗而论及于翻译[J].论语,1933, (8).[6]张培基等.英汉翻译教程[M].上海:外语教育出版社,2007.94。

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