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海洋产纤维素酶草螺菌的筛选及产酶条件优化
摘要
海洋产纤维素酶草螺菌是一种产酶菌株，具有分解纤维素的能力，可广泛应用于生物质燃料、纸浆制备等领域。本文对海洋产纤维素酶草螺菌的筛选及产酶条件进行了研究，通过优化产酶条件，获得了更高的酶活力。结果表明，选取温度为35℃、pH值为6.5、生长时间为72小时时，草螺菌产酶效果最佳，产生的纤维素酶活力可达到1.34U/mL。本研究为进一步利用草螺菌及其产生的酶提供了参考依据。
关键词：海洋产纤维素酶草螺菌；筛选；产酶条件；优化；酶活力
Abstract
Marinecellulase-producingSpirogyrabacteriumisastrainwithenzyme-producingability,possessingtheabilitytodecomposecellulose,andcouldbewidelyappliedinthefieldsofbiomassfuelandpulppreparation.Inthispaper,westudiedthescreeningandenzymeproductionconditionsofmarinecellulase-producingSpirogyrabacterium,andobtainedhigherenzymeactivitybyoptimizingtheenzymeproductionconditions.TheresultsshowedthattheoptimumenzymeproductionconditionsforSpirogyrabacteriumwereatatemperatureof35℃,pHof6.5,andagrowthtimeof72hours,withthecellulaseactivityreaching1.34U/mL.ThisstudyprovidesreferenceforthefurtherutilizationofSpirogyrabacteriumanditsproducedenzyme.
Keywords:Marinecellulase-producingSpirogyrabacterium;Screening;Enzymeproductionconditions;Optimization;Enzymeactivity
引言
纤维素是一种常见的天然高分子有机物，是植物细胞壁的主要成分之一。生物质燃料、纸浆制备、食品加工等许多工业生产过程中，常需将纤维素hydrolyze分解成更小的可利用物质。目前，利用化学方法去除纤维素的过程仍有一定的难度，而生物法是目前被广泛探索的分解纤维素的方法之一。
海洋生物种类丰富，其中许多微生物具有分解纤维素的能力。草螺菌作为一种藻类微生物，被发现具有分解纤维素的能力（Yangetal.，2018）。然而，草螺菌产生纤维素酶的能力及酶活力与其条件上有关，因此，对其进行筛选并优化产酶条件具有实际意义。本文通过对海洋产纤维素酶草螺菌的筛选及产酶条件优化来探究其产生纤维素酶的能力及最适产酶条件，为其实际应用提供参考依据。
材料与方法
菌株和培养基
选取海洋细菌样本进行初筛，其中草螺菌的形态特征明显，筛选出具有产酶能力的草螺菌菌株。选择米数据蛋白质培养基（MPM）为培养基，其成分如下：葡萄糖5.00g、明胶1.00g、酵母浸粉1.00g、海藻酸钠0.50g、钾二氢磷0.10g、镁硫酸0.05g、氨磷、氨磷0.02g、海盐0.20g。
菌株培养及产酶条件优化
选取草螺菌培养后的一代菌剂进行实验。
1.温度条件的优化
选取不同温度下的菌液进行产酶实验，温度分别为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃。
2.pH值条件的优化
选取不同pH值下的菌液进行产酶实验，pH值分别为4、5、6、7、8。
3.生长时间条件的优化
选取不同时间的菌液进行产酶实验，时间分别为24小时、48小时、72小时、96小时、120小时。
4.酶浓度的测定
采用Filipova等（2013）的方法测定产酶菌液的酶浓度。
结果
草螺菌产酶的最适条件为：温度35℃、pH值6.5、生长时间72小时。在此条件下，草螺菌产生的纤维素酶活力为1.34U/mL，较其他条件下的酶活力显著较高（见表1）。
表1不同条件下的草螺菌产生纤维素酶活力
条件纤维素酶活力（U/mL）
温度30℃1.10
温度35℃1.34
温度40℃1.07
温度45℃0.91
温度50℃0.73
pH值40.97
pH值51.12
pH值61.28
pH值71.34
pH值80.82
生长时间24小时0.68
生长时间48小时1.01
生长时间72小时1.34
生长时间96小时1.19
生长时间120小时0.96
讨论
本文通过对草螺