细丽毛壳菌发酵生产右旋糖酐酶工艺条件优化及的应用地研究

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1、分类号TS275密级公开UDC硕士学位论文细丽毛壳菌发酵生产右旋糖酐酶的工艺条件优化及应用研究麻少莹学科专业制糖工程指导教师郭海蓉教授论文答辩日期2014年5月24日学位授予日期2014年6月日答辩委员会主席孙卫东教授广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务

2、作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用授权。□√不保密。(请在以上相应方框内打“√”)论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：15877148652电子邮箱：mashaoying@yeah.net细丽毛壳菌发酵生产右旋糖酐酶的工艺条件优化及应用研究摘要甘蔗制糖生产过程容易滋生肠膜明串珠菌，大量消耗蔗糖生成

3、右旋糖酐。右旋糖酐是白砂糖酸性絮凝物的主要成分，增加糖液粘度，影响煮糖与分蜜过程。同时，右旋糖酐在糖汁中的积累会混淆转光度，造成糖汁的纯度虚假上升，影响生产分析管理。由于右旋糖酐酶降解右旋糖酐的高效性，开发一种安全来源的右旋糖酐酶成为制糖工业亟需解决的关键科学问题之一。本文以获得了美国食品和药物管理局（FDA）和与GB2760-2011《食品添加剂使用标准》使用批准的细丽毛壳菌发酵生产右旋糖酐酶，并用于糖汁澄清。本文主要考察细丽毛壳菌发酵产右旋糖酐酶的工艺条件；分离与纯化粗酶液得到纯酶，并研究其酶学性质；将粗酶液用于糖汁澄清，试验其酶解效果；建立细丽毛壳菌发酵产酶过程中菌体生长、酶生成

4、和基质消耗的动力学模型。论文得到的主要结论如下：1.在考察的成分范围内，细丽毛壳菌发酵生产右旋糖酐酶的最佳碳源是右旋糖酐粗酐，浓度为25g/L；最佳氮源是酵母浸膏，浓度为10g/L；磷酸氢二钾和硫酸镁对产酶有重要影响，浓度均为2.5g/L。正交设计优化后产酶的最佳条件为：发酵时间为92h，发酵初始pH值为5.5，装液量为20mL/250mL锥形瓶，接种量为3%。按最佳优化条件进行三次平行实验，产酶酶活达到231.5U/mL。2.粗酶液经过硫酸铵分级沉淀、Sepharose6B凝胶过滤层析得到了电泳纯的右旋糖酐酶，其分子量约为70kDa，比酶活为18478.1U/mg，纯化I倍数为7.7

5、，回收率为29.2%。3.右旋糖酐酶的最适作用pH为5.5，在pH4.0-7.0之间可以保持相对稳定（相对酶活大于80%），最适作用温度为60C，在低于60C时比较稳定。不同的金属离子浓度，对酶活的影响不同，金属离子浓度增加（从12+3+2+mmol/L增加至5mmol/L），对酶活的影响增大；金属离子Cu、Fe和Hg2+2+3+对酶活具有明显的抑制作用，抑制作用大小为Hg＞Cu＞Fe。右旋糖酐酶对右旋糖酐中连续的1，6糖苷键具有特异性。右旋糖酐酶对右旋糖-3-3-3酐T2000、T500、T70的米氏常数（Km）分别为3.2×10、5.8×10和7.1×10mg/mL，最大反

6、应速率（Vmax）分别为9.1、5.9和4.8mg/(mL·min)。4.采用Logisticequation模型和Luedekingpiret方程对细丽毛壳菌发酵动力学进行了研究，得到了描述发酵过程的动力学模型。细丽毛壳菌菌体0.215t0.3415eX0.215t生长动力学模型为:6.5160.052e，右旋糖酐酶生成动力学模型为：0.215t2.0696e0.215tP30.8848ln(0.65850.3415e)0.31510.215t6.5160.052e，右旋糖酐消耗模型为：0.215t0.0335e0.215tS0.0164ln(0.65850.3

7、415e)9.87510.215t6.5160.052e，模型值与实验数据拟合较好。5.在混合汁、清汁、糖浆中添加等量粗酶液，除去的右旋糖酐分别为20%、13%、5%，在不改变常规亚硫酸法工艺的条件下，最适添加右旋糖酐酶的位置为混合汁箱。采用酶法-亚硫酸法澄清工艺制备清汁，加酶组的中和汁沉降速度提高了40%左右，泥汁过滤速度提高了30%-50%，清汁混浊度减少了60%，右旋糖酐含量降低了20%。单因素实验得出在混合汁中II使用右旋糖酐酶的条