基于ARTP技术筛选高产氨肽酶米曲霉菌株及发酵和酶解条件优化的研究

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米曲霉(Aspergillus oryzae)属好氧性真菌的一种,代谢产生各类蛋白酶,主要应用于食品、饲料发酵等行业。氨肽酶(Aminopeptidases,简称Aps)是米曲霉代谢产生的一类重要蛋白酶,可将蛋白质或者多肽水解成游离的氨基酸,在食品加工中决定加工后产品的口感和风味,提高米曲霉产氨肽酶能力在食品加工中具有重要意义。本研究以米曲霉CICC2066为出发菌株,经常压室温等离子技术(Atmospheric and Room Temperature Plasma,简称ARTP)诱变,确定诱变条件为孢子液浓度1×103个/m L,诱变时间120 s,仪器功率120 W,气流量为10 SLM,筛选得到一株高产氨肽酶米曲霉菌株M5,其产氨肽酶活性为245.3 U/m L,较CICC2066相比产酶能力提高了1.21倍,经过5次传代培养后产酶性能稳定,经扫描电镜检及平板培养、制曲培养检测发现M5孢子比CICC2066更大,且形状发生变化,同期培养生长速度更快,表明ARTP对米曲霉的生长及其生理生化指标在一定程度上产生影响。对M5菌株发酵产氨肽酶条件进行优化,通过Plackett-Burman实验确定了M5产氨肽酶的显著影响因子为p H值,培养温度以及牛肉膏的添加量。通过Box-Behnken实验确定了M5的最佳液态发酵条件为p H值6.6,温度36℃,牛肉膏添加量1.8 g/L,在此条件下氨肽酶活性为479.22 U/m L,较未优化前提高了298%。采用M5和CICC2066代谢产生的氨肽酶发酵液运用到猪骨的水解中发现,M5较CICC2066相比所产氨肽酶对猪骨的水解效率提高了8%。经硫酸铵沉淀,G-75分离,得到了纯化倍数为7.5倍的氨肽酶酶液,通过Box-Behnken实验确定氨肽酶水解猪骨粉的最佳工艺条件为p H 6.6,水解温度41℃,加酶量3.5%,在此条件下,水解效率为0.56%,较未优化前提高了16%。本研究通过ARTP技术成功筛选到一株高产氨肽酶的米曲霉菌株,采用Plackett-Burman实验以及Box-Behnken实验,通过改变代谢环境来提升米曲霉代谢产氨肽酶能力及其水解能力,为米曲霉产氨肽酶在食品中的应用提供理论基础。
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