从衣康酸发酵废菌丝体中提取蛋白质的研究.doc

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从衣康酸发酵废菌丝体中提取蛋白质的研究*
Proteinrecoveryfromthemyceliumresidueofitaconicacidfermentation
李丕武1,2陈西广1,**刘建军2刘春生2王令充1
（1.中国海洋大学海洋生命学院，山东青岛，266003；2.山东省食品发酵工业研究重点实验室，山东济南，250031）
（1.CollegeofMarineLifeScience,OceanUniversityofChina,Qingdao,P.R.China,266003；2.TheKeyLabofFoodandFermentationofShandong,Jinan,P.R.China,250013）
摘要:本文研究了衣康酸工业化生产中所产生的土曲霉废菌丝体的主要组成成分，用碱液提取的方法进行了蛋白质的提取回收实验，考察了NaOH溶液浓度、用量、加热温度及时间对菌丝体脱蛋白效果的影响，结果表明衣康酸菌体脱蛋白的最优条件为：NaOH液浓度0.5mol/L，碱液用量为菌丝体的40倍，90ºC条件下加热9小时。在此条件下，菌体脱蛋白率为86.28%，碱液中菌体蛋白沉淀的等电点为3.4,蛋白沉淀率达到52%。
关键词：衣康酸，废菌丝体，饲料蛋白
Abstract:Theeffectsoffourfactors(theconcentrationandthequantityofNaOH,thetemperatureandtheheatingtime)ontheproteinrecoverywerestudiedonthebaseoftheanalysisofmyceliumresidueofitaconicacidfermentation.Theoptimumyield(86.28%)ofproteinwasobtainedwith40times(w/v)alkaliaddition(NaOH0.5mol/L)under90°Cfor9hours.Furthermore,themaximumproteinsediment(52%)appearedatpH3.4.
Keywords:itaconicacid;myceliumresidue;feedingprotein

作者简介：李丕武（1970-），男，博士研究生，研究方向：发酵工业清洁生产技术
*：基金项目：国家自然科学基金(30670566)
**：通讯联系人
衣康酸(Itaconicacid)又名甲叉丁二酸，分子中含有一个双键和两个羧基，是一种化学性质非常活泼的化学合成中间体,被广泛应用于化工、医药、食品、造纸、纺织、印刷等领域[1]。目前，衣康酸主要以玉米淀粉为原料采用土曲霉（Aspergillusterreus）深层发酵工艺生产[2,3]，工业生产规模日益扩大。发酵结束后会产生大量的土曲霉废菌丝体残渣，发酵液过滤后产生的湿渣重量占发酵液总量的2%。由于其中有少量衣康酸残留，因此适口性较差，无法直接作为动物的饲料，生产企业采用的处理方式只能是锅炉焚烧，或置于空场堆放，待风干后集中填埋。由于菌体久置会自溶，并产生难闻的气味，尤其是夏季，从废菌丝体中流出的污水和散发出的恶臭对厂区周围的环境造成严重污染，而且会成为厂区内杂菌滋生的发源地。因此有必要对废菌丝体进行综合治理。与此同时，我国养殖业对饲料蛋白的需求量日益增加，例如饲用大豆蛋白的70%依靠进口[4]，因此，从废弃菌渣中提取蛋白质，扩大饲用蛋白的生产渠道，具有积极的现实意义。
1材料与方法
1.1实验材料
实验用土曲霉菌丝体分别取自吉林华侨集团生化公司和山东凯翔生化公司。
实验所用药品均为分析纯
1.2实验方法
1.2.1蛋白质的测定方法
蛋白质的测定采用微量凯氏定氮法[GB/T14771—93]
脱蛋白率的计算：

W1：菌丝体中总的蛋白含量；
W2：脱蛋白碱液中蛋白含量
1.2.2灰分的测定：
称取菌丝体样品5g置于烘干的坩锅内，在电炉上烧至无烟后放入马福炉中，于550ºC灼烧2-4小时，直至恒重（两次称重之差不大于0.2毫克），称出灰分重量，按如下公式计算菌丝体的灰分：

1.2.3粗脂肪的测定
采用索氏抽提法[5]
1.2.4粗纤维的测定
采用GB/T5009.10-2003中的方法
1.2.5菌体蛋白中的氨基酸成分析
采用日立835型高速氨基酸自动分析仪
2结果与讨论
2.1菌体成分的分析
首先对衣康酸废菌丝体的主要成分进行了分析，分析结果见表1。
表1土曲霉菌体成分测定结果
Table1ThecompositionanalysisofAspergillusterreusmycelium
蛋白含量（%）粗纤维（%）粗脂肪（%）灰分（%）47.1230.74.042.01从表1可以看