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本研究从海南海口、三亚、儋州等地采集的样品中分离得到了62株产普鲁兰酶的菌株,并通过筛选得到了一株产普鲁兰酶能力较强的菌株BCT-1,该菌株的初始酶活力为0.357U/mL。
通过菌株形态特征、菌落特征、生理生化鉴定,并结合16S rDNA基因序列分析,对菌株进行了初步分类鉴定。该菌株为革兰氏阴性杆菌,无芽孢,无鞭毛,没有运动性,菌体呈短杆状。在分离平板培养基上菌落为白色或者微黄色、较粘稠,边缘不整、表面凹凸不平且没有色素分泌:对该菌做的25项生理生化鉴定的结果表明,各项指标与不动杆菌相似;由16S rDNA基因序列分析可以知道该菌株的16S rDNA序列与不动杆菌属中乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticu)的相似性达到97.8%,综合以上各项鉴定指标判定该菌为不动杆菌属,将该菌株命名Acinetobacter sp.BCT-1。
通过单因素实验和响应面(Response Surface Analysis,RSA)分析对Acinetobactersp.BCT-1产普鲁兰酶的发酵培养基和产酶条件进行了优化,优化后的培养基的配方和产酶条件为:玉米淀粉19.97g/L;酵母膏10.45g/L;硫酸铵5g/L;MgSO4·7H2O0.5g/L;FeSO4·7H2O0.01g/L,初始pH值5.4;接种量8%,装液量为150mL/500mL,培养温度30℃培养,摇瓶转速200r/min。优化后产酶水平为2.656U/ml,与优化前的产酶水平0.357 U/ml相比提高了7.45倍。
通过硫酸铵沉淀,Sephadax G-75凝胶过滤,DEAE sepharose Fast Flow强阴离子柱层析等方法对酶进行分离纯化后,纯化后的比活力是9.97U/mg,与纯化前的1.57U/mg相比,纯化倍数为6.35,回收率为6.2%。用SDS-PAGE检测出酶的分子量为58KDa左右,该普鲁兰酶的最适作用温度为50℃,在55℃之间时保温20min后,残余酶活力达到55%以上;最适作用pH为8.2,该酶在pH6.0~9.0范围内保持较稳定的活性。Ca2+,Mn2+,Mg2+对酶有较强的激活作用,Ba2+,Fe2+,Cu2+,Co2+,Zn2+和Hg2+对酶有一定的抑制作用。在底物特异性试验中,该酶对普鲁兰糖利用率最高,其次为可溶性淀粉,糯米淀粉,玉米淀粉,支链淀粉,利用率最低的为马铃薯淀粉。