红曲霉产酯化酶特性及其酶学性质的研究

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红曲霉(Monascus)其发酵产物红曲古代称丹曲,起源于中国,很早便被用于制酒、酿造食品、医药等。红曲霉能产生多种对人类有益的代谢产物。酯化酶作为其代谢产物之一,具有多向合成功能,既能催化酯的合成,也能催化酯的分解,具有广泛的市场应用前景。本论文首先对四株红曲霉菌株进行产液态酯化酶能力的筛选,筛选出一株最佳菌株。然后对其培养基组成成分、培养条件进行优化,从而获得最大产酶量。最后对分离纯化出酯化酶进行了酶学相关性质的研究。主要试验结果如下:1.通过对四株红曲霉菌株Monascus sp. ZZ、Monascus ruberZK、Monasucs purpureusGX、Monasucs sp. XM的筛选。得到高产液态酯化酶的菌株Monascus ruberZK,其液体产酶水平为203.4U/mL,总酶活9061.1U。2.对培养基中碳源、氮源、无机盐进行了单因子以及正交实验。确定红曲霉Monascus ruberZK的最佳培养基组成为可溶性淀粉35g/L,葡萄糖35g/L,蛋白25g/L, NaN032g/L, MgSO41. Og/L, KH2PO41.5g/L;验证实验表明,以最佳组合条件B2A2C2D1发酵时,酯化酶酶活力达293.8 U/mL。3.对培养条件中的温度、初始pH值、接种量、装液量、摇床转速等影响因素进行了单因子实验。随即选取了温度、初始pH值、接种量、摇床转速四个最佳单因子做四因素三水平正交实验。确定红曲霉Monascus ruberZK的最佳条件为温度32℃,初始pH值5.0、接种量10%、装液量为60mL(250mL三角瓶),摇床转速160r/min。验证实验表明,以最佳组合条件B2A2C2D1发酵时,酯化酶酶活力312.lU/mL.4.粗酶液经硫酸铵分级盐析,用Sephadex G-25柱层析脱盐,使用Sephadex G-100对酶液进行分离纯化,我们得出酯化酶回收率是25.3%,纯化倍数是7.6.5.酯化酶最适酶活温度40℃,最适pH为5.3,pH在4.8-5.7范围内,相对酶活力均在90%以上。酸碱稳定性方面,在pH值3.5-6.8之间时,有较好的耐酸性,较强的稳定性。Cacl2、Mgcl2、EDTA对该酯酶都有明显激活作用。Nacl、Kcl对该酯酶有轻度激活作用;而Hgcl2、AgNO3对该酯酶都有明显抑制作用,使其丧失活性。Fecl2、Nicl2、Sncl2等对该酯酶都也有抑制作用。
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