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海洋产右旋糖酐酶Pseudarthrobacter sp. RN22的筛选、鉴定及其酶学性质研究

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右旋糖酐酶可以特异性水解右旋糖酐中的α-1,6糖苷键,右旋糖酐酶在食品、医药和生物技术领域有重要应用。在食品行业中,右旋糖酐酶能够降解制糖行业中存在的多糖聚合物,达到降低糖黏性的目的,右旋糖酐酶水解高分子右旋糖酐制备不同分子量的右旋糖酐和功能性低聚糖—益生元。由于海洋的独特环境,从海洋中筛选新颖产酶微生物以及具有特殊酶学性质的酶具有重要意义。 本研究从日照海域海泥样品中筛选得到一株产右旋糖酐酶的细菌,对该菌株进行鉴定、菌株生长和产酶发酵条件,以及酶学性质和应用研究。具体结果如下: 海洋产右旋糖酐酶菌株的筛选和鉴定:通过含有蓝色葡聚糖平板的透明圈以及酶活力测定,从海泥样品中筛选得到了一株产右旋糖酐酶的细菌RN22,结合该菌株形态学、生理生化特性及分子生物学结果,确定该菌株为Pseudarthrobacter。该菌株RN22最适生长温度为30℃,最适生长NaCl浓度为10g/L,最适生长pH值为7.0。 菌株RN22产右旋糖酐酶的培养条件优化;对影响菌株产右旋糖酐酶的碳源、氮源、发酵温度、pH、发酵时间和诱导剂浓度进行单因素实验。最优碳源为麸皮,最优氮源为蛋白胨,添加量均为5g/L菌株产酶最高,右旋糖酐T20终浓度为10g/L,培养基初始pH值8.0,培养温度为30℃,培养48h等条件为最有利于该菌株产右旋糖酐酶。 菌株RN22右旋糖酐酶的酶学性质研究:菌株RN22所产的右旋糖酐酶粗酶液经过SDS-PAGE和BD-SDS-PAGE的实验得出分子量为70kDa。酶的最适反应温度为60℃,当40℃保温5h后剩余酶活力80%以上;最适反应pH为7.5,在pH6.0~pH8.0范围内均有70%以上的酶活力;Mg2+、Na+、Ba2+、Si2+、K+可以提高酶的活性,Cd2+、Ni2+抑制酶活性,低浓度的Co2+对酶活力有促进作用;所用的有机溶剂对酶的活性均有不同程度的抑制作用,其中甲基叔丁基醚、乙酸乙酯对酶活抑制效果较弱,该右旋糖酐酶专一性水解α-1,6糖苷键,最适底物为右旋糖酐T500。 RN22右旋糖酐酶水解产物研究:该右旋糖酐酶水解右旋糖酐产物经过TLC,HPLC图谱分析,其主要产物为异麦芽六糖,以及少量的葡萄糖,异麦芽二糖,异麦芽四糖,异麦芽五糖。菌株RN22所产右旋糖酐酶为内切酶。随着水解时间的增长,异麦芽六糖峰面积逐渐增大,底物逐渐减少。该酶水解右旋糖酐后,得到单一寡糖(异麦芽六糖)含量较高,属于功能性低聚糖。RN22右旋糖酐酶水解产物具有一定的DPPH、·OH、O?-自由基清除活性、还原能力,随着产物浓度的增加,能力得到了增强,表明该功能性寡糖具有一定的抗氧化能力。

祖航天

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右旋糖酐酶 筛选鉴定 酶学性质 海洋微生物

硕士

食品加工与安全

吕明生、马智龙

2021

江苏海洋大学

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Q5