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木聚糖酶是一种主要的非淀粉多糖酶,他可以将主链由木糖残基以β-1.4键连接而成,约占植物碳水化合物1/3的木聚糖降解成低聚糖和木糖,从而消除木聚糖带来的不利影响或实现对木聚糖的综合利用。在工业化实际应用中常要求木聚糖酶具有较强的热稳定性,常温木聚糖酶不能满足这一要求,耐高温木聚糖酶更有应用前景。
在自然情况下耐高温木聚糖酶多由嗜热菌分泌产生,且真菌的产酶量通常远大于细菌的产酶量,所以本实验集中筛选能高产木聚糖酶的嗜热真菌。实验室从广西各地和海南岛广泛采集森林土壤样品和堆肥样品多份,以自制木聚糖为唯一碳源,从土壤中筛选到一株高产木聚糖酶菌株QS-7-2-4,综合形态观察和分子鉴定的方法最终该菌株鉴定为嗜热子囊菌(Thermoascusaurantiacus)。
对该菌株进行固态发酵产木聚糖酶条件优化,结果发现最佳产酶条件为:玉米芯:麸皮为7:3,250mL三角瓶装料量为8g,最佳培养温度为50℃,吐温-80添加量为0.5%,最佳氮源为细菌学蛋白胨:胰蛋白胨的比例为1:1,总添加量为1.5%,培养基初始含水量为80%,培养72h木聚糖酶活即可达到最大值27952IU/g干基碳源。浸提酶液,对酶学性质进行初步的研究,该酶的最适反应温度为75℃,且在该温度下酶活稳定,在75℃下保温1h后还有90.92%的残余酶活,在40℃~70℃下保温1h酶活基本没有损失,在80℃下的半衰期为28min,该酶的最适反应pH为4.8,在4.0~6.5pH范围内有着较高的酶活力,该酶为偏酸性酶且耐酸性能良好。金属离子Ca2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Mn2+、K+对该酶有抑制作用,低浓度的Mg2+有一定的激活作用,酶液在常温和4℃冰箱中储存一年残余酶活仍在90%以上。