一種利用畢赤酵母發酵生產α-葡聚糖酶的方法
2023-06-12 22:36:06 1
專利名稱：一種利用畢赤酵母發酵生產α-葡聚糖酶的方法
技術領域：
本發明屬於發酵技術領域，具體涉及一種利用畢赤酵母發酵生產a -葡聚糖酶的方法。
背景技術：
葡聚糖(glucan)是以葡萄糖為組成單元的多糖的總稱，廣泛分布於微生物、植物、動物界。製糖工業中出現的葡聚糖主要為右旋糖酐(a-葡聚糖)，由微生物作用於甘蔗和蔗汁引起葡萄糖聚合而成的。它是一種高分子量的多糖聚合物，分子量可達數百萬。右旋糖酐明顯增大糖液的粘度，降低糖液的過濾性，使蔗糖結晶時生成異常形態的晶體，增加製糖成本，影響產品質量。近年來，右旋糖酐對製糖工業的負面影響越來越受到糖業界的重視。由於右旋糖酐的存在使製糖工藝過程困難增加而造成的糖分損失更是直接糖分損失的 3 5倍；據文獻報導，因葡聚糖形成而消耗蔗糖將導致大約每10000 t甘蔗直接損失7 t蔗糖。目前，在糖廠應用最有效的就是葡聚糖酶法。利用葡聚糖酶，分解葡聚糖生成較小的分子量的寡聚糖。葡聚糖酶在製糖業中有極其重要的應用。除了在製糖工業中的應用，右旋糖酐酶還應用於齲齒治療，右旋糖酐酶能夠分解a -葡聚糖，從而達到治療齲齒的作用。本專利以畢赤酵母為出發菌株，對影響發酵生產a -葡聚糖酶的發酵初始pH、搖瓶裝液量、接種量、表面活性劑及搖床轉速進行了研究。
發明內容
本發明提供了一種利用畢赤酵母發酵生產a -葡聚糖酶的方法，本專利以畢赤酵母為出發菌株，對影響發酵生產a -葡聚糖酶的發酵初始pH、搖瓶裝液量、接種量、表面活性劑及搖床轉速進行了研究。I. 一種利用畢赤酵母發酵生產a -葡聚糖酶的方法，其特徵在於發酵時，在250 mL三角瓶中裝入一定體積的發酵培養基，接入一定量的畢赤酵母種子液到發酵培養基中，分別在不同的初始PH值條件下發酵培養以一定的轉速發酵120 h，過程中添加一定量的表面活性劑吐溫-80。2.步驟I所述的發酵培養基BMGY培養基，即2%蛋白腖，1%酵母提取物，I. 5%甘油，I. 46%YNB, 0. 00004%生物素，15%磷酸緩衝液(pH 6. 0)。3.步驟I所述的種子培養液的製備方法為將在固體培養基上培養的菌落接種到種子培養基，300C，150 r/min培養24 h，製成種子培養液。4.步驟3所述的固體培養基YPD培養基，即2%葡萄糖，2%蛋白腖，1%酵母提取物，2%瓊脂；種子培養基即2%葡萄糖，2%蛋白腖，1%酵母提取物。5.步驟I所述的發酵初始pH最佳為5. O。6.步驟I所述的搖瓶裝液量最佳為30 mL/250 mL。7.步驟I所述的最佳接種量為15%。8.步驟I所述的表面活性劑吐溫-80最佳為0. 3%。
9.步驟I所述的最佳搖床轉速為150 r/min。
圖I發酵初始pH對產酶的影響。圖2搖瓶裝液量對發酵產酶的影響。圖3接種量對發酵產酶的影響。圖4表面活性劑吐溫-80對菌株產酶的影響。圖5搖床轉速對菌株產酶的影響。
具體實施方式
下面的實施例對本發明作詳細說明，但對本發明沒有限制。本專利所用的菌株為巴斯德畢赤酵母，購買於ACCC，編號為ACCC21120。實施例I
本實施例說明不同發酵初始PH對產酶的影響，將發酵培養基用10%磷酸緩衝液調節其初始PH分別為3. 5、4. O、4. 5、5. O、5. 5、6. 0和6. 5。研究不同起始pH對產酶的影響，結果見圖I。由圖I可以看出，初始pH在4. 5 5. 5之間，a -葡聚糖酶的酶活性相對較高，尤其在pH為5. 0時，酶活達到最高。實施例2
本實施例說明不同搖瓶裝液量對發酵產酶的影響，在250 mL三角瓶中分別裝入15、30、45、60 mL的發酵培養基，初始發酵pH為5. 0進行產酶實驗，結果見圖2。由圖2可知，裝液量在30 mL左右時，a -葡聚糖酶酶活性相對較高。表明畢赤酵母發酵過程需要不斷通入空氣以滿足其生長和代謝的需要，因此選擇裝液量為30 mL/250 mL。實施例3
本實施例說明接種量對發酵產酶的影響，接種量分別為5%、10%、15%,20%和25%，初始發酵PH為5.0，裝液量為30 mL/250 mL。一般認為，接種量大，發酵周期短；接種量小，發酵周期長。接種量的多少主要影響菌體的生長速度，過高菌體生長快，生成的菌體量大，但易衰老；過低則生長慢，不能形成正常的菌體量以維持正常代謝，勢必要延長發酵時間，結果如圖3所示。由圖3可知，15%的接種量對搖瓶發酵產酶是比較合適的。實施例4
本實施例說明表面活性劑吐溫-80對菌株產酶的影響，表面活性劑吐溫-80能改善菌株細胞膜的通透性，提高菌株的產酶能力，是經常用於促進酶製劑生產的表面活性劑之一。在培養基中添加不同量的吐溫-80，使其濃度分別為0. 1%、0. 2%、0. 3%、0. 4%和0. 5%，初始發酵PH為5. 0，裝液量為30 mL/250 mL，接種量為15%，考察不同濃度的吐溫-80對菌株產酶的影響，結果見圖4。由圖4可以看出，表面活性劑吐溫-80對菌株發酵產酶有一定的促進作用，但當濃度大於0. 3%時，產酶能力反而下降。故最佳吐溫-80濃度為0. 3%。
實施例5
本實施例說明不同搖床轉速對菌株產酶的影響，將種子培養液以15% (V/V)的接種量接種於裝液量為30 mL/250 mL的發酵培養基，初始pH值分別為5. 0，分別為50 r/min> 100 r/min> 150 r/min、200 r/min、250 r/min 振蕩培養，結果如圖 5 所不。從圖5可以看出，隨著轉速的增大酶的活性也逐漸增大，轉速達到150 r/min時基本達到最高點，200和150 r/min的酶活性差別不大。綜合考慮，轉速大小確定為150 r/min。
權利要求
1.一種利用畢赤酵母發酵生產α -葡聚糖酶的方法，其特徵在於發酵時，在250 mL三角瓶中裝入一定體積的發酵培養基，接入一定量的畢赤酵母種子液到發酵培養基中，分別在不同的初始PH值條件下發酵培養以一定的轉速發酵120 h，過程中添加一定量的表面活性劑吐溫-80。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，發酵培養基BMGY培養基，即2%蛋白腖，1%酵母提取物，I. 5%甘油，I. 46%YNB, O. 00004%生物素，15%磷酸緩衝液，pH 6. O0
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於種子培養液的製備方法為將在固體培養基上培養的菌落接種到種子培養基，300C，150 r/min培養24 h，製成種子培養液。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於固體培養基YPD培養基，即2%葡萄糖，2%蛋白腖，1%酵母提取物，2%瓊脂；種子培養基即2%葡萄糖，2%蛋白腖，1%酵母提取物。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於發酵初始PH為5.O。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於搖瓶裝液量為30mL/250 mL。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於接種量為15%。
8.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於表面活性劑吐溫-80為O.3%。
9.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於搖床轉速為150r/min。
全文摘要
本發明提供了一種利用畢赤酵母發酵生產α-葡聚糖酶的方法，以畢赤酵母為出發菌株，對影響發酵生產α-葡聚糖酶的發酵初始pH、搖瓶裝液量、接種量、表面活性劑及搖床轉速進行了研究。
文檔編號C12R1/84GK102703406SQ20121020937
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月25日 優先權日2012年6月25日
發明者張斌 申請人:蘇州百趣食品有限公司