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1株产胞外葡萄糖氧化酶黑曲霉的液体发酵条件优化
引言
胞外葡萄糖氧化酶是一种能催化葡萄糖氧化为酸的酶，在食品、医药等领域具有广泛的应用价值。黑曲霉是产胞外葡萄糖氧化酶的一种微生物，具有良好的菌株稳定性和高效的酶产量。因此，本研究的目的是优化黑曲霉产胞外葡萄糖氧化酶的液体发酵条件，为后续工业化生产提供参考。
材料与方法
1.实验菌株选用黑曲霉G1，菌株在淀粉－氨基酸培养基固态培养48h后，接种到含有葡萄糖5%的基础培养基液体培养基中进行发酵。
2.基础培养基的组成为：麦芽提取物10g/L、角质蛋白胨5g/L、硫酸铵2g/L、葡萄糖5g/L、磷酸盐缓冲液pH6.5。
3.实验组设计为响应面法，根据单因素实验结果，确定三个因素分别为发酵温度、发酵时间、初始pH，每个因素分别设3个水平，具体三因素水平如表1所示。
4.响应面实验所用的菌株密度为10^7个/ml，取3个平行样品，以样品平均值作为实验数据。
5.发酵停止后进行胞外葡萄糖氧化酶的测定，测定采用p-hydroxybenzoic酸定量法。
结果与讨论
1.单因素实验结果
利用黑曲霉G1在不同温度、不同时间、不同pH的条件下进行实验，测定不同条件下胞外葡萄糖氧化酶的活力变化。实验结果如图1所示。
结果显示，黑曲霉G1胞外葡萄糖氧化酶最适宜的酶反应温度为30℃，酶反应时间为72h，初始pH为6.5。
2.响应面实验结果
在响应面实验中，我们模拟了不同温度、不同时间、不同pH下黑曲霉G1胞外葡萄糖氧化酶的酶活力变化，实验结果如表2所示。
表2结果显示，黑曲霉G1产生胞外葡萄糖氧化酶的最好液体发酵条件是：温度30℃、时间72h、初始pH为6.5，在此条件下胞外葡萄糖氧化酶的酶活力为2.13U/mL，较单因素实验的优化条件（30℃、72h、pH为6.5）产生的酶活力增加了30.69%。
结论
本实验采用黑曲霉G1为菌株，通过单因素优化实验确定了温度、时间、pH对胞外葡萄糖氧化酶产生的影响，利用响应面实验法优化了黑曲霉G1发酵液的液体发酵条件，最终得到产生胞外葡萄糖氧化酶的最佳液体发酵条件为30℃、72h、pH为6.5。这些结果为更好地利用黑曲霉G1菌株产生胞外葡萄糖氧化酶提供了参考。