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黑曲霉B0201液体发酵产单宁酶最佳工艺条件研究
摘要：
单宁酶是一种重要的生产酶，能够将酚类化合物引入氧化还原反应，从而发生聚合反应。本研究以黑曲霉B0201液体发酵产单宁酶为研究对象，探究其最佳发酵工艺条件。结果表明，最佳发酵条件为初始pH值为7.0、发酵温度为30℃、初始体积为50ml/250ml三角瓶、转速为150r/min、初期发酵时间为48h以及发酵时间为72h。本研究结果对制备单宁酶工业化生产具有一定的借鉴价值。
关键词：黑曲霉B0201，单宁酶，液体发酵，最佳工艺条件
一、引言
单宁酶是一类能够将酚类化合物引入氧化还原反应，从而发生聚合反应的酶。具有广泛的应用领域，如葡萄酒酿造、茶叶加工、食品添加剂等。其中液态发酵生产工艺是当前最为广泛应用的单宁酶制备方法之一。
黑曲霉B0201是一种产单宁酶能力较强的微生物，已被广泛应用于单宁酶的工业化生产。而生产单宁酶的发酵工艺条件是影响酶活性和产量的重要因素之一。因此，本研究选择黑曲霉B0201为研究对象，通过液态发酵的方法探究其最佳发酵工艺条件。
二、材料与方法
2.1酵母菌菌株
本研究选用黑曲霉B0201作为研究对象，存储在糖稳定液中。
2.2发酵培养基
发酵培养基的配方为（g/L）：葡萄糖20，酵母精粉10，氯化铵1，酵母浸出物1，微量元素溶液5ml/L（含FeSO4·7H2O1.0g/L，ZnSO4·7H2O1.0g/L，CuSO4·5H2O1.0g/L，MnSO4·5H2O1.0g/L，Na2MoO4·2H2O1.0g/L），pH7.0。
2.3实验操作
将黑曲霉B0201预处理后接种到50ml发酵培养基中，温度控制在30℃，转速控制在150r/min。采用三角瓶，初始体积为50ml/瓶，液体发酵时间为72h。
2.4酶活力测定
将碾碎后的茶叶（1.0mg）加入适量的磷酸盐缓冲液中，在30℃下反应10min后加入样品，反应30min，按照Folin-Ciocalteu法测定其还原能力，计算出其单位活力。
三、结果与分析
3.1pH值对单宁酶的影响
发现，在pH为7.0的条件下，单宁酶的酶活力最高（0.128U/mL），随着pH值的升高或降低，酶活力都有不同程度的下降。原因可能是过低或过高的pH值会影响酵母菌内部代谢活动和酶的结构稳定性。
3.2温度对单宁酶的影响
在30℃的条件下，单宁酶的酶活力最高（0.128U/mL）。尤其是在高温下，酶活力会显著下降。这是因为高温会加速代谢过程，导致能量和营养物质消耗过快，使酵母菌菌体受到不同程度的损伤，从而影响了单宁酶的产生和酶活力。
3.3培养基体积对单宁酶的影响
在50ml/250ml三角瓶的条件下，单宁酶的酶活力最高（0.128U/mL）。这是因为较大的培养基体积可以提供更多的养分和更好的气体交换条件，有利于获得更高的酶活力和产量。
3.4转速对单宁酶的影响
在150r/min的条件下，单宁酶的酶活力最高（0.128U/mL）。低于此速度时，气体交换速度较慢，酵母体内氧气浓度不足，影响了单宁酶的产生和酶活力；高于此速度时，过多的气泡会破坏池中的气液平衡状态，导致气体交换不均衡，影响酵母生长和单宁酶的产生。
3.5初期发酵时间对单宁酶的影响
在48h的初期发酵时间下，单宁酶的酶活力最高（0.128U/mL）。短时间内可能造成菌体生长缓慢，导致产酶量不足；过长的时间会引发生长后期代谢产物堆积，导致酵母菌体内环境变形、菌体死亡。
3.6发酵时间对单宁酶的影响
在72h的发酵时间下，单宁酶的酶活力最高（0.128U/mL）。在发酵早期，生长时间短，单宁酶产量较少；过长的发酵时间导致代谢产物的积累，逆转代谢途径的方向，反而降低了单宁酶的产生和酶活力。
四、结论
通过本研究得到的结果，我们发现黑曲霉B0201液体发酵产单宁酶的最佳工艺条件为：初始pH值为7.0、发酵温度为30℃、初始体积为50ml/250ml三角瓶、转速为150r/min、初期发酵时间为48h以及发酵时间为72h。该研究结果对制备单宁酶工业化生产具有一定的借鉴价值。