论文部分内容阅读
琼胶是由琼脂糖和琼脂胶组成的海藻多糖,在生化、临床、医药、食品等领域应用广泛。利用琼胶酶降解琼胶后获得的琼胶寡糖具有抗氧化、减缓淀粉水解、易于人体吸收等药理作用和生物活性,相比琼胶具有更广泛的应用价值。本论文利用自厦门红树林泥土样品中分离得到一株能降解琼胶的海洋弧菌NTi(Vibrio sp.NTi),以琼胶酶活力为主要指标,对Vibrio sp.NTi发酵产琼胶酶的摇瓶发酵过程进行优化,在此基础上,对其7 L罐上发酵工艺进行初步优化,进而对罐上发酵工艺进行了中试放大,最后利用发酵生产所得琼胶酶降解琼胶制备琼胶寡糖并对酶解工艺进行优化。采用单因素与响应面相结合的方法对摇瓶发酵培养基和发酵条件进行优化,试验发现,额外添加葡萄糖等时,菌株产酶能力降低,铵根离子不利于菌株生长和产酶,得到最佳培养基组成和发酵条件为:琼脂3.3 g/L、酵母膏6.33 g/L、NaCl 20 g/L,培养基初始pH6.5、接种量2%、装液量32 mL、温度27℃、发酵24 h。在最佳条件下培养海洋弧菌NTi,琼胶酶活力达到2.81 U/mL,较优化前增加了230%。7 L罐发酵结果可以看出,Vibrio sp.NTi发酵主要在菌体对数生长中后期产琼胶酶,罐上发酵工艺优化结果为:琼脂3.4 g/L、发酵温度为27℃、自然发酵或者发酵过程pH控制在7.5条件下,转速为700 r/min发酵36 h得到琼胶酶活力最高可达3.37 U/mL,相比于摇瓶发酵提高21.3%。在7 L罐上发酵优化的基础上进行了中试放大试验,20 L罐琼胶酶活力最大值达到3.66 U/mL,200 L罐琼胶酶活力最大值达到3.73 U/mL,分别比7 L罐增加了8.5%、10.5%,中试放大效果良好。以酶解反应中还原糖生成量为指标,对琼胶酶酶解琼胶制备琼胶寡糖的工艺进行优化,最佳酶解条件为:酶反应温度40℃、体系pH 7.04、NaCl添加量15 g/L、20 mL反应体系中加酶量14.4 U、底物浓度11 g/L、静置反应。在此条件下,反应30 min后还原糖生成量为1386.2 mg/L。在最佳条件下反应40min后达到平衡,此时还原糖浓度为1762.3 mg/L,比优化前提高了近3倍,同时琼胶的转化率达到30%。对酶解产物进行薄层色谱鉴定,结果表明来自Vibrio sp.NTi的琼胶酶酶解琼胶产生新琼六糖和新琼四糖,进一步水解获得最终产物新琼二糖。