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黑曲霉液体发酵制备β-葡萄糖苷酶的研究
黑曲霉液体发酵制备β-葡萄糖苷酶的研究
摘要：
β-葡萄糖苷酶(GlycosideHydrolaseFamily1,GH1)是一种广泛存在于真菌、细菌等生物体中的酶，可水解葡萄糖苷键，对于提取天然产物、生物降解和酶催化制药等领域具有广泛的应用价值。本文以黑曲霉(ATCC®9642™)为材料，通过液体发酵的方法制备β-葡萄糖苷酶，并进行酶学性质的评价。实验结果表明，黑曲霉可产生较高活性的β-葡萄糖苷酶，在pH为6.0，温度为45℃时具有最佳活性，对于木糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖等不同底物也有较高的催化活性，说明黑曲霉制备β-葡萄糖苷酶具有一定的应用前景。
关键词：液体发酵；黑曲霉；β-葡萄糖苷酶；酶学性质
引言：
β-葡萄糖苷酶是一类能够水解葡萄糖苷键的酶，广泛存在于真菌、细菌等生物体中。该酶对于提取天然产物、生物降解和酶催化制药等领域具有广泛的应用价值，因此，如何高效地制备该酶成为研究领域的一个热点。目前，β-葡萄糖苷酶的制备方法主要有化学合成和生物合成两种方式。其中生物合成方法包括固体发酵和液体发酵两种方式。与固体发酵不同，液体发酵具有反应条件稳定、效果稳定、易于控制等优点，广泛用于生物酶制剂等领域。本文以黑曲霉为材料，采用液体发酵的方法制备β-葡萄糖苷酶，并对其酶学性质进行评价。
材料与方法：
实验所需的黑曲霉(ATCC®9642™)通过冷藏保存装置保存，取出后于液芯接种于20mL酶培养基中，培养于震荡培养箱中，摇床参数为200r/min，温度为32℃。7d后，将发酵液旋出，得到黑曲霉液体发酵所得的β-葡萄糖苷酶。将β-葡萄糖苷酶在pH值为4.0-10.0的不同pH值条件下进行酶学性质的评价，其中pH为6.0时为最适pH值。酶的最适温度通过在45-70℃的不同温度条件下测定，其中最适温度为45℃。底物是木糖、蔗糖、乳糖和麦芽糖，分别设置不同底物浓度，测定酶的催化能力。
结果：
黑曲霉液体发酵所得的β-葡萄糖苷酶具有较高的水解活性，最优pH为6.0，最适温度为45℃。对于不同底物的水解作用表现出一定的活性，其中对于麦芽糖具有最高催化效率，催化曲线呈现出典型的酶促反应曲线，随着底物浓度的升高，酶活性也相应升高。
讨论：
黑曲霉是一种广泛存在于自然环境中的真菌，通过液体发酵可以有效地制备β-葡萄糖苷酶，成本低廉，效果优异。本文实验结果表明，黑曲霉制备β-葡萄糖苷酶的最适pH值为6.0，最适温度为45℃，对于木糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖等不同底物也有较高的催化活性，具有一定的潜在应用价值。因此，黑曲霉制备β-葡萄糖苷酶具有一定的应用前景，但仍需通过进一步的实验研究改进制备工艺，提高产量和活性，扩大在相关领域的应用范围。