摘要
菊粉是由D-呋喃果搪以β－2,1-糖苷键连接的多聚果糖。其还原端接一个葡萄糖基，呈直链结构，富含于菊芋等多种菊科植物中，菊芋块茎主要成分是菊粉，其含量占干重的70%-80％．菊芋适应性强，耐贫瘠，种植简易，产量较高，是制备果搪或高果糖浆、菊粉寡糖和燃料酒精的极好原料。而菊粉酶是水解菊粉的高效专一作用剂，微生物源菊粉酶通常是底物诱导性的外切酶，主要通过催化水解菊粉链的非还原性末端的糖苷键，逐一水解释放出果糖，主要产物是果糖。 为选育高产菊粉酶菌株，以本试验室所保存的Penicillium sp.B01为出发菌株，分别通过物理诱变、化学诱变和复合诱变的方法达到诱变目的.其中化学诱变是通过使用不同浓度的化学剂吖黄素、硫酸二乙酯对原始菌株的孢子悬液进行了不同时间的处理；物理诱变是通过钴射线对孢子悬液进行达到一定累计计量电离辐照；复合诱变则是通过先通过化学诱变再经过物理诱变来完成。在得到大量的诱变突变体后再经过初筛和复筛，最终在30μg/ml吖黄素诱变时间2h，剂量率为4.11Gy/min的60Co-γ射线辐射使累计剂量为20.55Gy复合诱变的条件下，筛选出一株菊粉酶活比出发菌株高32%的突变菌株B0l-A13-Co31.将此菌种连续传代6次进行产酶性能的稳定性测定，证明了此菌株具有良好的遗传稳定性．突变菌株Penicillium sp. B01-A13-Co31所产菊粉酶在pH值4.5至5.5之间酶活变化不明显，最适pH为4.5，最适温度为55℃。 为更好地运用菊粉酶进行菊粉深加工的工业化生产，将突变菌株纯化后扩大培养，对菊粉酶进行固定化技术研究．固定化试验通过海藻酸钠包埋法，SLD263阴性树脂吸附法和人造纤维共价偶联法三种方法进行，并分别对三种固定化酶酶活回收率进行了测定，结果表明：采用浓度为4%的海藻酸钠包埋法所固定的固定化酶的酶活回收率最高，在加酶量为3U/ml时酶活回收率达72.8%．三种固定化酶反应最适温度均为55℃，在温度稳定性方面，固定化酶的相对酶活的稳定性都高于游离酶，其中微晶纤维固定化酶的相对酶活受温度影响最小．三种固定化酶的反应最适pH不同，其中微晶纤维固定化酶和阴性树脂固定化酶的最适pH为4.0，海藻酸钠固定化酶的最适pH为4.5，与游离酶相同.在pH稳定方面，当pH大于4.5后微晶纤维、阴性树脂固定化酶的相对酶活发生了明显下降，其相对酶活受pH影响很明显，较游离酶的稳定性更低，而只有海藻酸钠固定化酶在相同pH范围下相对酶活稳定性高于游离酶。从固定化酶酶活回收率、相对酶活的稳定性和固定化过程的可操作性综合考虑确定突变菌株Penicillium sp. B01-A13-Co31所产菊粉酶采用海藻酸钠包埋法固定化方法优于其他两种方法。
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