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作者:马东旭;李忠辉;张子恒;王昕;龚大春;石小涛;
单位:三峡大学水利与环境学院;三峡大学,中国轻工业功能酵母重点实验室;三峡大学,湖北省生物酵素工程技术研究中心;
摘要:单宁酶是水解单宁物质的生物催化剂,被广泛应用于食品、饮料、医药行业。黑曲霉作为生产单宁酶的重要微生物,需要通过菌种选育和发酵工艺优化进一步提升产酶量,以满足日益增长的应用需求。结果表明,初始菌株黑曲霉(Aspergillus niger)LH进行常温常压等离子体(atmospheric room temperature plasma, ARTP)诱变的最佳条件为孢子浓度3×10~6 CFU/mL、诱变功率100 W、气量10 L/min、间距2 mm、诱变时间240 s。经平板显色初步筛选得到49株诱变菌,并通过摇瓶发酵复筛,得到产酶稳定的突变株LH2301,其单宁酶的酶活力达到2.292 U/mL,比出发菌株提高了2.27倍,具有良好的遗传稳定性。通过正交试验得到最优培养条件为5 g/L葡萄糖,21 g/L酵母浸粉,初始pH 4.0,接种量为3.5%,单宁酸质量浓度为20 g/L,酶活力水平可提升至6.105 U/mL。对诱变株所产单宁酶进行了初步表征,其分子质量为90 kDa,当温度处于40~50℃,pH值为3.0~5.0时,该酶展示出良好的催化活性;该酶的最适温度为50℃,最适pH值为4.0,金属离子Ca~(2+)、K~+、Al~(3+)对其酶活力有促进作用。该研究丰富了单宁酶的微生物菌种资源,为单宁酶的工业化应用研究提供了基础。
关键词:黑曲霉;;单宁酶;;常温常压等离子体诱变;;发酵;;酶学性质
基金资助:国家自然科学基金项目(21776162);; 湖北省科技重大攻关项目(2018ACA121)