基因工程菌产中性纤维素酶的研究

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中性纤维素酶在牛仔服的水洗整理中具有重要的工业应用价值。本文对产中性纤维素酶的重组毕氏酵母及重组里氏木霉菌株进行了一系列筛选工作,并对筛选出的优良转化子的发酵性能进行了研究,确立了适宜的发酵工艺,并进一步对几种中性纤维素酶在牛仔服水洗整理中的应用效果进行了比较研究。从282个重组毕氏酵母转化子中筛选到一个优良转化子,编号Pichia pastorisYJ5,该转化子的适宜发酵条件为:250mL三角瓶装液量30mL,培养基起始pH4.8、此后不加控制,接种量10%,发酵过程中每隔24h补加1%的甲醇,发酵240h中性纤维素酶活力可达1144U/mL。酶学性质研究结果表明:重组毕氏酵母中性纤维素酶的适宜催化条件为:50℃、pH6.0; Zn2+和Mg2+对该酶有激活作用,Fe2+、Fe3+和Cu2+对该酶有抑制作用。从407个重组里氏木霉转化子中筛选到一个优良菌株(Trichoderma reesei HI3),优化后的发酵条件为:以乳糖和微晶纤维素为复合碳源,玉米浆粉0.9%,C/N为7,培养基pH值不加调控、接种量10%、摇床转速220rpm,发酵240h中性纤维素酶活力可达3012U/mL。进一步采用分批补料培养工艺(fed-batch process),在发酵120h后开始补加料液(含15%乳糖,C/N为5),每隔24h补加1mL,发酵288h中性纤维素酶活力可达5433U/mL以上。酶学性质研究结果表明:该酶的适宜催化条件为50℃,pH6.0。该酶的作用温度和pH范围都较广温度为50℃-60℃时,pH值为5.0-7.5时酶的相对酶活力仍保持在85%以上。其工业应用前景良好。通过进一步的筛选工作,获得了优良重组里氏木霉转化子HC6和Cel9,对其产酶性能进行了研究。在此基础上,对几种不同来源的中性纤维素酶的性能及其在牛仔服水洗整理中的应用效果进行了比较研究。试验结果表明:中性纤维素酶用于牛仔服水洗整理,可以明显降低靛蓝的反沾色,其整体水洗效果好于酸性纤维素酶,具有良好的工业应用前景。
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