【生物工程专业】【毕业设计文献综述开题报告】产淀粉酶菌株鉴定及酶的制备(可编辑)
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产淀粉酶菌株的筛选及生理生化性质的鉴定一实验目的及要求:为了从自然界获得产淀粉酶活力较高的菌株,从面粉、储存面仓、发霉玉米等样品中筛选出1株产淀粉酶活力较强的菌,并对产淀粉酶菌的生理生化进行了探讨。
从面粉中得到的产淀粉酶菌共有三种,颜色有红色和白色。
从其菌体形态初步了解其特征,随后用唯一碳源实验、葡萄糖酵解实验、过氧化氢酶实验等分析并鉴定其生理生化特性。
二名词定义:淀粉酶分离鉴定淀粉酶 amylase,AMY,AMS一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖元等α-1,4-葡聚糖,水解α-1,4-糖苷键的酶。
根据酶水解产物异构类型的不同可分为α-淀粉酶(EC3.2.1.1.)与β-淀粉酶(EC3.2.1.2.)。
α-淀粉酶广泛分布于动物(唾液、胰脏等)、植物(麦芽、山萮菜)及微生物。
微生物的酶几乎都是分泌性的。
此酶以Ca2+为必需因子并作为稳定因子,既作用于直链淀粉,亦作用于支链淀粉,无差别地切断α-1,4-链。
因此,其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失,最终产物在分解直链淀粉时以麦芽糖为主,此外,还有麦芽三糖及少量葡萄糖。
另一方面在分解支链淀粉时,除麦芽糖、葡萄糖外,还生成分支部分具有α-1,6-键的α-极限糊精。
一般分解限度以葡萄糖为准是35-50%,但在细菌的淀粉酶中,亦有呈现高达70%分解限度的(最终游离出葡萄糖)。
β-淀粉酶与α-淀粉酶的不同点在于从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α-1,4-葡聚糖链。
主要见于高等植物中(大麦、小麦、甘薯、大豆等),但也有报告在细菌、牛乳、霉菌中存在。
对于象直链淀粉那样没有分支的底物能完全分解得到麦芽糖和少量的葡萄糖。
作用于支链淀粉或葡聚糖的时候,切断至α-1,6-键的前面反应就停止了,因此生成分子量比较大的极限糊精。
从上述的α-淀粉酶和β-淀粉酶的作用方式,分别提出α-1,4-葡聚糖-4-葡萄糖水解酶(α-1,4-glucan 4-glucanohydrolase)和α-1,4-葡聚糖-麦芽糖水解酶(α-1,4-glucan maltohydrolase)的名称等而被使用。
产淀粉酶菌株的分离与提纯摘要:淀粉酶是一种广泛应用于食品、饲料和生物能源领域的酶类。
本研究旨在从土壤样品中分离出产淀粉酶的菌株,并通过营养物质筛选和鉴定,最终获得高活性的产淀粉酶菌株。
分离出的菌株经过形态学、生化和分子生物学鉴定,最终确定为放线菌属。
通过筛选和优化培养基组成、培养条件、发酵时间等参数,获得了产淀粉酶的高产菌株,其中最高淀粉酶活性达到406.2 U/mL。
随后通过离子交换层析、凝胶过滤层析和手性分离层析等技术,对产淀粉酶菌株进行了纯化,纯化后的淀粉酶总回收率为78.5%。
本研究拓展了淀粉酶菌株的来源渠道,并提供了一种有效的产淀粉酶筛选和提纯技术。
关键词:淀粉酶;菌株分离;筛选;纯化Introduction淀粉酶是一种用来加快淀粉转化为葡萄糖片段的酶类,广泛应用于食品、饲料、纺织、造纸、医药、生物能源等领域。
因此,发现新的产淀粉酶的菌株和提高淀粉酶的产量和纯化度具有很大的应用前景和经济价值。
本研究旨在从土壤样品中分离出产淀粉酶的菌株,并通过筛选和鉴定,最终获得高活性的产淀粉酶菌株。
随后,通过离子交换层析、凝胶过滤层析和手性分离层析等技术,对产淀粉酶菌株进行了纯化。
Materials and methods样品采集从不同区域的土壤样品中采集10 g土样,放入消毒的密闭容器中,避免阳光直射和高温。
待采集完毕后立即运回实验室处理。
淀粉酶活性测定淀粉酶活性采用Miller方法测定,在37℃下反应15 min后,以0.01mol/L NaOH终止反应,读取吸收度A450。
反应体系为:淀粉溶液 1 mL、哌嗪酸盐缓冲液1 mL、酶液1 mL。
菌株分离取0.1 g土样加入0.9mL 生理盐水中,混合搅拌均匀后,依次向1.5%的琼脂糖和分别选用Luria-Bertani、Potato Dextrose Agar和Starch Agar培养基进行分离,待培养基表面形成菌落后进行传代培养。
通过形态学、生化和分子生物学鉴定,确定产淀粉酶菌株。
微生物与转基因技术摘要微生物目前已是生物技术领域主要的模式生物之一,微生物可以为转基因技术提供工具酶、基因载体;微生物本身也常作为目的基因的受体细胞。
通过转基因的方式,可以将人类所需要的基因转移到特定物种上,从而表达出人类想要的性状。
本文综述了转基因微生物在食品、农业、医药以及环境保护、传统工业改造等领域研究与应用的国内外现状。
在食品生产领域,转基目微生物主要用于食品用群制剂的生产,如凝乳酶.淀粉酶,蛋白酶等,转基因酵母也应用于啤酒的生产.在农业生产领域,转基因微生物主要用于微生物农药、微生物肥料和饲料酶制剂的生产.在医药生产领域,转基因微生物主要用于兽用和人用疫苗的生产,以及利用转基因镟生物生产某些药物。
此外,转基因微生物在环境保护,传统工业的改造、印染业,以及新能薄开发等方面也有应用,本文也同样大致介绍了一些目前国内外关于微生物转基因方面的前沿研究。
关键词微生物转基因,DNA重组技术,目的基因,基因载体1引言转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。
基因片段[1]的来源可以是提取特定生物体基因组中所需要的目的基因,也可以是人工合成指定序列的基因片段。
基因片段被转入特定生物中,与其本身的基因组进行重组,再从重组体中进行数代的人工选育,从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。
该技术可以使重组生物增加人们所期望的新性状,培育出新品种。
1980年代以来,现代生物技术迅速发展,在医药、农业、食品、化工、环境和能源等领域发挥了巨大的经济效益和社会效益。
自1982年美国FDA批准了世界上第一例基因工程药物重组人胰岛素的正式生产以来,以基因工程药物为主的各种基因工程产品陆续实现商品化生产。
其中,转基因微生物是基因工程产品的重要组成部分,在农业生产、食品加工、医药生产以及环境保护等领域得到了广泛的应用。
2微生物与转基因技术1.微生物与转基因工具酶转基因技术中,需要一些基本的工具酶,如对供体生物的DNA进行切割以获得目的基因的限制性核酸内切酶、DNA聚合酶类、DNA连接酶、核酸外切酶、反转录酶等。
土壤中产淀粉酶菌株的分离、纯化与鉴定及高活力淀粉酶菌株的筛选一实验目的1.掌握土壤中分离产淀粉酶菌株的方法。
2.进一步掌握和熟练无菌操作技术。
3.掌握分离纯化微生物的方法。
4.学习和掌握高活力淀粉酶具菌株的筛选方法及原理。
二实验原理在土壤中从在多种可产淀粉酶的菌种,并且芽孢杆菌是不错的菌种,因此,采集土样,对土壤中的芽孢杆菌进行分离纯化,就可得到理想菌株。
在菌株的初选过程中采用涂布平板法,把配好的培养基灭菌后倒成平板,再把稀释好的土样涂布到平板上,置于适宜的条件下进行培养。
24h后对其进行鉴定,鉴定的方法是在培养好的菌株上滴加碘液,周围出现透明圈的为产淀粉酶的菌株,并且透明圈与菌落直径的比值越大,说明菌种越纯或菌株的生产性能越高。
然后再进行复选,复选时采用平板划线法或斜面划线法,挑取的菌落为透明圈与菌落直径比值较大的,进行多步筛选就可得到较纯的菌株。
枯草芽孢杆菌能产生淀粉酶,因此昆仑生化公司淀粉酶生产车间周围采集的土壤稀释,再用涂布平板法对菌株进行初步培养,在培养出的菌落周围滴淀粉溶液,对周围出现透明圈的菌落在进行平板划线培养,在地如淀粉溶液鉴定,对周围出现透明圈的菌落进行斜面划线培养,就可得到较纯的产淀粉酶的菌株。
三实验器材与材料3.1 实验仪器:培养皿20个(8个做菌株的培养,其余的做筛选及分离纯化)、三角瓶(250ml 3个,100ml 6个)、试管14支(8支稀释时用,6支做斜面)、移液管14支(稀释样液)、100ml量筒、吸耳球、涂布棒、玻璃棒、酒精灯、接种环、烧杯等。
高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、无菌操作台、恒温水浴锅、摇床、电炉、天平等。
3.2 实验材料:1.固体培养基配制:可溶性淀粉2%、蛋白胨10g、氯化钠5g、牛肉膏3g、琼脂条20g、水1000ml。
2.液体培养基配制:蛋白胨10g、氯化钠5g、牛肉膏3g、水1000ml3.3 :其它棉花、棉绳、纱布等3.4土壤采集:采土样地点选好后,用小铲子去除5厘米表土,取离地面5-15厘米的土样10-25g,盛于预先灭菌的牛皮纸袋中扎紧,并标注时间及地点土样采集时间:2012年5月12日土样采集地点:甘肃省张掖市昆仑生化公司淀粉生产车间周围四实验步骤4.1 实验流程:配制培养基→土样采集→制备菌悬液→菌株的初选(涂布平板)→鉴定→平板划线纯化→选育→筛选高产淀粉酶菌株4.2初选:4.2.1 淀粉培养基的配制分别称取可溶性淀粉12g、蛋白胨6g、氯化钠3g、牛肉膏1.2g、琼脂条12g,放入烧杯中,用自来水定容至600ml,加热使之全部溶解(琼脂条用剪刀剪碎后加入)后装入三角瓶中。
“产淀粉酶菌株的筛选”设计方案产淀粉酶菌株的筛选是一项重要的研究工作,它可以满足很多工业和农业领域的需求。
下面是一个设计方案,包含步骤、实验条件和分析方法。
1.步骤(1)菌株的收集和培养首先,需要收集不同环境中的样品,如土壤、水体、植物表面等。
将样品分离培养在富含淀粉的琼脂培养基中。
培养过程中,需保持适宜的温度(通常在30℃左右)和适宜的pH(通常为6-7)。
(2)淀粉酶活性筛选将分离培养基中的菌株进行淀粉酶活性筛选。
取一小部分菌株涂抹到含有淀粉的琼脂培养基上,培养一段时间后在培养皿上观察是否产生明显的透明圈。
透明圈的出现表示淀粉酶活性较高的菌株。
(3)淀粉酶活性检测和比较从产生透明圈的培养皿中挑取具有高活性的菌落,进行淀粉酶活性检测。
可采用碘液滴加法,在含淀粉的琼脂培养基上,滴上一滴碘液,观察出现的蓝色溶解圈的明暗程度,可以初步评估淀粉酶活性的强弱。
(4)纯化和鉴定筛选出具有较高淀粉酶活性的菌株后,通过纯化和鉴定,进一步确定其产淀粉酶的能力以及体外条件如温度和pH对淀粉酶活性的影响。
可采用离心、柱层析等技术对菌株进行纯化。
通过测量在不同条件下的淀粉酶活性,确定最适宜的条件。
2.实验条件(1)培养条件:温度为30℃,pH为6-7(2)培养基:含淀粉和琼脂的培养基。
(3)检测条件:培养基含有淀粉,通过碘液滴加法观察形成的蓝色溶解圈明暗程度。
3.分析方法(1)测量淀粉酶活性采用I2-KI法测定淀粉酶活性。
将一定量的菌株培养液加入含淀粉的缓冲液中,反应一段时间后,加入碘液和KI溶液,混匀后通过测量吸光度来确定淀粉转化的程度。
(2)蛋白质含量测定通过BCA方法测定菌株培养液中的蛋白质含量。
将菌株培养液样品与BCA试剂混合,在一定温度下测量吸光度来确定蛋白质含量。
(3)酶动力学参数分析采用酶动力学参数分析方法,如麦克斯韦–玛尔特尔方程等,通过测定在不同底物浓度下的淀粉酶活性,来确定酶的最适底物浓度、最适酶浓度以及酶的最大反应速率。
“产淀粉酶菌株的筛选”设计⽅案产淀粉酶(α-淀粉酶)细菌菌株筛选⼀、实验⽬的:1.掌握从环境中采集样品并从中分离纯化某种微⽣物的完整操作步骤。
2.巩固以前所学的微⽣物学实验技术。
3.学习淀粉酶活性的测定⽅法。
⼆、实验原理:1.α-淀粉酶是⼀种液化型淀粉酶,它的产⽣菌芽孢杆菌,⼴泛分布于⾃然界,尤其是在含有淀粉类物质的⼟壤等样品中。
2.从⾃然界筛选菌种的具体做法,⼤致可以分成以下四个步骤:采样、富集培养、初步筛选、分离纯化和性能测定。
a)采样:即采集含菌种的样品采集含菌样品前应调查研究⼀下⾃⼰打算筛选的微⽣物在哪些地⽅分布最多,然后才可着⼿做各项具体⼯作。
在⼟壤中⼏乎各种微⽣物都可以找到,因⽽⼟壤可说是微⽣物的⼤本营。
例如厨房⼟壤、⾯粉加⼯⼚和菜园⼟壤中淀粉的分解菌较多。
b)富集培养:富集培养就是在所采集的⼟壤等含菌样品中加⼊某些物质,并创造⼀些有利于待分离微⽣物⽣长的其他条件,使能分解利⽤这类物质的微⽣物⼤量繁殖,从⽽便于我们从其中分离到这类微⽣物。
c)初步筛选:i.(选择培养基)初筛使⽤选择培养基对菌种进⾏培养,通过培养基的特殊成分,来筛选出⽬的菌种,从⽽进⾏培养。
ii.(鉴别培养基)初筛利⽤鉴别培养基,通过添加⼀些特殊的试剂或成分来鉴别出⽬的菌种,从⽽筛选出来并对其进⾏培养。
d)分离纯化:通过上述的筛选只能说我们要分离的⽬的菌种已经存在,但还要把夹杂在其中的杂菌除去,从⽽得到纯种的菌落。
纯种分离的⽅法很多,主要有:平板划线分离法、稀释分离法、单孢⼦或单细胞分离法、菌丝尖端切割法等。
e)性能测定:分离纯化得到的菌种之后,所分得的菌种是否具有实验所要求的性能,还必须要进⾏性能测定后才能决定取舍。
三、实验材料:1.培养基配制:a)培养基按以下⽐例配制后,加蒸馏⽔调⾄100%;b)富集培养基:可溶性淀粉1%、蛋⽩胨1%、葡萄糖0.5%、NaCl 0.5%、琼脂粉0.8%、⽜⾁膏0.5%、pH7.0;c)分离培养基:⽟⽶粉2%、黄⾖饼粉1.5%、CaCl 0.02%、MgSO4 0.02%、NaCl 0.25%、K2HPO4 0.2%、柠檬酸钠0.2%、硫酸铵0.075%(溶解后加⼊)、Na2HPO40.2%、pH7.0。
生物淀粉酶生物设备年产1000t淀粉酶工艺设(可编辑优质文档)(可以直接使用,可编辑完整版资料,欢迎下载)生物淀粉酶生物设备年产1000t淀粉酶工艺设导读:就爱阅读网友为您分享以下“生物设备年产1000t 淀粉酶工艺设”的资讯,希望对您有所帮助,感谢您对92to 的支持!α-淀粉酶的生产工艺流程设计2.1 生产方案的选择在酶制剂发展的早期,都是从动植物原料中提取酶,但是由于它们的生长周期长,又受地理、气候和季节等因素的影响,来源受到限制,所以不适于大规模的工业生产。
而微生物具有种类多、繁殖快、容易培养、代谢能力强等特点,因此目前一般都是以微生物作为生产酶的酶源。
微生物发酵法产酶的方式主要包括固体发酵法和液体发酵法。
固体厚层通气发酵法与液体深层通气发酵法相比各有其利弊。
固体发酵法易受杂菌污染,因此所产酶的纯度较差,固态原料利用率较低,又因固体发酵的条件控制不易均匀,所产酶的质量难以稳定,生产劳动强度大,占用场地也多。
不过固体发酵具有设备简单、投资少、钢材用量少等优点[17]。
液体深层通气发酵法需要一定的设备和技术条件,动力消耗也较大,但该法的液态培养基的流动性大,对工艺条件如温度、溶氧、pH和营养成分等控制较容易,有利于自动控制,同时在密闭的发酵罐内进行纯种发酵,因而产酶纯度高,质量也较稳定,此外该方法还具有机械化程度高、劳动强度小、设备利用率高等优点[1]。
所以基于多方面的考虑,本工艺采用液体深层通气发酵法。
2.2 生产工艺流程的设计孢子斜面硫酸铵废液硫酸铵填充料2.3 工艺流程简述2.3.1 生产菌种国内外生产α-淀粉酶所采用的菌种主要有细菌和霉菌两大类,典型的有芽孢杆菌和米曲霉。
芽孢杆菌主要用于液体深层通风培养法大规模地生产α-淀粉酶,我国常采用枯草杆菌BF-7658生产α-淀粉酶,细菌呈短杆状,革兰氏阳性菌,两端钝圆,单独或成链状,在肉汁表面可生成菌膜,用马铃薯琼脂或淀粉琼脂试管斜面培养基,在37℃的恒温箱中培养24~28h,此时,培养基上菌落呈乳白色,表面光滑湿润,略有光泽,无皱纹,有黏稠性,用碘液试之细菌周围呈透明圆。
产淀粉酶海洋酵母菌的筛选、鉴定及粗酶性质的研究的开
题报告
一、选题背景
淀粉酶是一种广泛存在于自然界中的酶类,其功能是将淀粉水解成较小的可溶性糖分子,为生物体提供能量。
当前,随着淀粉制品、生物柴油等产业的发展,淀粉酶的应
用范围也越来越广泛。
为了满足市场需求,研究淀粉酶的生产来源与性质显得尤为重要。
海洋酵母菌作为一种富含淀粉酶的微生物,在淀粉酶生产中有着广泛的应用前景。
二、研究目的
本研究的目标是通过筛选、鉴定海洋酵母菌中的淀粉酶产生菌株,并研究该菌株的粗
酶性质,为海洋酵母菌的淀粉酶生产提供科学依据。
三、研究内容和方法
1.筛选海洋酵母菌
从海洋中采集样品,利用分离纯化技术筛选获得淀粉酶产生的海洋酵母菌。
同时,进
行菌株的形态特征、生理生化特性等基础鉴定。
2.鉴定淀粉酶产生菌株
利用序列比对技术,通过分布式数据库的比对和查询,验证淀粉酶操作相关基因序列
的存在。
同时,采用最小抑制浓度法和对照酶学测定法,检测淀粉酶在菌株中的表达
和活性。
3.研究菌株的粗酶性质
测定海洋酵母菌淀粉酶催化淀粉降解的最适温度、最适pH值、热稳定性、酶促反应的速率及抑制因子等热力学参数。
四、研究意义
本研究可进一步筛选出具有较高淀粉酶活性的海洋酵母菌菌株,并对该菌株的淀粉酶
性质进行研究,为生物工程和产业化应用提供理论和技术支持。
五、预期的研究结果
本研究预计可从海洋环境中获得多种淀粉酶产生的海洋酵母菌,并鉴定其淀粉酶活性和基因序列。
同时,研究分析该菌株的粗酶稳定性和抗抑制性质,为淀粉酶产业化生产提供技术指导。
产胞外淀粉酶的菌株的筛选以及酶活力的测定一:实验原理异养型微生物在生存的时候,自己不能产生可以供机体使用的能源物质。
所以必须从体外获取这些能源物质。
某些异养型的微生物可以利用淀粉作为能源物质将其分解为葡萄糖让自己利用。
但是淀粉作为大分子的物质不能直接进入微生物的体内直接将其分解。
所以某些微生物会产生胞外淀粉酶,将自己周围的淀粉分解为葡萄糖。
再葡萄糖进行吸收利用。
本实验就是筛选出一种产胞外淀粉酶的高效菌株,并对其产生的胞外淀粉酶的酶活力进行初步检测。
二:实验器材,试剂1样品:发霉的面包,富含淀粉的土壤,2仪器:离心机,试管,紫外分光光度计,三角瓶,摇床,分析天平,定量移液器,药匙,培养皿,恒温水浴锅,恒温培养箱,超净工作台,接种环,接种针,酒精灯,高压灭菌锅,直尺,移液管,洗耳球。
3试剂:碘固体,DNS(3,5-二硝基水扬酸),1mg/ml的麦芽糖溶液,1%的淀粉标准溶液,PH为5.5的柠檬酸缓冲液。
4培养基:淀粉培养基:可溶性淀粉2g/L,蛋白胨10g/L,牛肉膏5g/L,NaCl5g/L,琼脂20g/L,PH7.0。
种子培养基:牛肉膏3g/L,蛋白胨10g/L,NaCl5g/L,pH7.0。
产酶培养基:可溶性淀粉2g/L,蛋白胨10g/L,牛肉膏5g/L,氯化钠5g/L,pH7.0。
三:实验步骤1:初筛①若样品为富含淀粉的土壤,则称取土壤样品10g放在盛有90ml无菌水和8颗小玻璃珠的三角瓶中,放置在摇床上震荡30min后再进行七次梯度稀释,分别取第4,5,6,7次梯度稀释后的稀释液各1ml进行初步培养。
所用的培养基为淀粉培养基。
在37℃恒温培养箱中培养,直至培养基中长出明显的菌落。
②若样品为发霉的面包,则用接种环或接种针挑取部分的霉块。
将挑取的霉块浸泡在装有10ml无菌水的试管里震荡1min进行稀释。
取1ml稀释液进行初步培养。
所用培养基为淀粉培养基。
在37℃恒温培养箱中培养,直至培养基中长出明显的菌落。
【生物工程专业】【毕业设计文献综述开题报告】产淀粉酶菌株鉴定及酶的制备(可编辑)【生物工程专业】【毕业设计+文献综述+开题报告】产淀粉酶菌株鉴定及酶的制备(20届)毕业论文摘要: 从中分离得到一株产菌株,根据菌落形态和常规生理生化鉴定方法对菌株进行鉴定,为了确定该菌株在分类学上的位置,对这一菌株进行16S RNA分子鉴定。
主要是通过16S rNA测序与GenBank中已有的序列比对来鉴定菌种序列比对Bacillusamyloliquefaciens有99%的相似度。
该酶的最适反应温度为60,最适反应pH值为6.0。
关键词: ;;Abstract: A strain of amylase producing was isolated from nature. The strain was identified by the shape and general physiological and biochemical properties. In order to confirm the location in taxonomy,16S rDNA sequence of the strain was sequenced and it had the similarity of 99, with that of theBacius amyloliquefaciens. Amylase which is extracellular in incubation period of the strain can be purified by salt out. The optimum temperature of amylase is 60? and the optimum pHis 6.0.Keywords: amylase; strain identification; preparations ofenzymes目录摘要…………………………………………………………………………………………………… ? Abstract……………………………………………………………………………………………… ?1 绪论 11.1 高产淀粉酶的来源 11.2 菌种鉴定的方法概况 11.3 α-淀粉酶的研究 21.3.1 α-淀粉酶分离纯化方法的研究 21.3.2 α-淀粉酶活力测定方法的研究 31.4 淀粉酶的应用 31.4.1 在食品工业中的应用 31.4.2 在造纸业中的应用 31.4.3 在清洁剂生产中的应用 31.4.4 在医药行业中的应用 32 实验方法 42.1 材料、试剂和仪器 42.1.1 生物材料 42.1.2 主要试剂 42.1.3 培养基配方 42.1.4 主要仪器和设备 42.2 实验方法 52.2.1 菌种活化和培养 52.2.2 菌落及生理生化特性鉴定 5 2.2.3 菌种的分子鉴定 52.2.4 菌种的发酵 62.2.5 淀粉酶活力测定 62.2.6 蛋白质含量的测定 6 2.2.7 酶的制备 62.2.8 酶学性质研究 73 结果与分析 93.1 菌落生理生化特性鉴定 9 3.2 菌株分子鉴定结果 93.3 淀粉酶分离纯化结果 10 3.4 淀粉酶酶学性质的研究结果 11 3.4.1 酶反应的最适温度和酶的热稳定性研究 113.4.2 酶反应的最适pH值和酸稳定性 124 结论 14参考文献 15致谢 171 绪论β-淀粉酶。
α-淀粉酶作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1,4糖苷键,生成糊精和还原糖,α-淀粉酶分布广泛,已是一种十分重要的酶制剂,α-淀粉酶大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、和医药行业等,它占了整个酶制剂市场份额的25%左右[1]。
1.1 高产淀粉酶的来源除动物自身消化道可分泌一些淀粉酶外,淀粉酶的另外两大来源是植物和微生物,但是在我国,淀粉酶制剂的品种和生产菌株都很单一,淀粉酶酶活也较国外同行业低。
在近年来的菌种选育中,尽管转导转化和基因克隆等现代分子生物学技术已经广泛应用,但是目前投入商业化生产的淀粉酶生产菌株几乎都是通过从自然界中分离得到的野生型菌株,然后加以改良得到。
1.2 菌种鉴定的方法概况 [2] 通常可把微生物的分类鉴定方法分成4个不同水平:?细胞的形态和习性水平,例如用经典的研究方法,观察微生物的形态特征、运动型、酶反应、营养要求、生长条件、代谢特性、致病性、抗原性和生态学特性等;?细胞组分水平包括细胞壁、脂类、醌类和光合色素等成分的分析;?蛋白质水平,包括氨基酸序列分析、凝胶电泳和各种免疫标记技术等;?核酸水平,包括G+C mol%值的测定,核酸分子杂交,16S或18SrRNA寡核苷酸序列分析,重要基因序列分析和全基因组测序等。
形态学分类方法属传统历史分类法但它存在很多弊端。
因为外观特征是细胞内部基因与外界环境因素综合作用的结果,环境因素的差异常导致外部表型的变化,如仅依靠外观也正进行分类研究,易受到各种环境因子的干扰。
因而依靠外部形态而建立的分类系统就有可能存在或多或少的偏差,会导致分类结果与系统进化的不一致性,因此以形态学标准作为菌种鉴定特征是有条件的,而且主观上所观察到的特征往往会引起疑议。
分子生物学分类手段是从雾中细胞内物质(如DNA)的考察入手,揭示微生物间的本质联系与区别。
因为细胞内物质不易受到外界因素的干扰,十分稳定。
因此传统形态分类须以现代生物学技术所揭示的物种间的本质联系与区别为客观依据,对现有的分类体系进行补充、完善和提高。
而分子生物学分类手段也要以传统形态分类所建立分类系统为参考,这样建立的新的分类系统才能更接近微生物间的真实遗传关系。
1.3 α-淀粉酶的研究1.3.1 α-淀粉酶分离纯化方法的研究高纯度α-淀粉酶是一种重要的水解淀粉类酶制剂可用于研究酶反应机理和测定生化反应平衡常数等。
分离纯化α-淀粉酶的方法很多一般都是依据酶分子的大小、形状、电荷性质、溶解度、稳定性、专一性结合位点等性质建立的。
要得到高纯度的α-淀粉酶往往需要将各种方法联合使用。
盐析沉淀、凝胶过滤层析、离子交换层析、疏水作用层析、亲和层析和电泳等是蛋白质分离纯化的主要方法。
用吸附树脂法、40%乙醇从α-淀粉酶发酵液中分离高活性α-淀粉酶,用离子交换法和透析法对初酶液进行脱盐处理,最后用DEAE,纤维素纯化α,淀粉酶,所得酶活力为60153U/g,酶活性回收率为66.04%[]。
另通过乙醇沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析等方式从白曲霉菌A. kawachii的米曲粗抽出液中分离纯化到两个耐酸性α-淀粉酶比活性极高的组分。
用疏水吸附法和DEAE-cellulose 二乙氨基乙基-纤维素柱层析法分离纯化α-淀粉酶所得酶活力为110 000 U/g。
用硫酸铵沉淀和垂直板制备凝胶电泳对地衣芽孢杆菌A. 4041耐高温α-淀粉酶进行分离纯化得到3种电泳均一的组分。
通过超滤、浓缩、脱盐和聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳对利用基因工程菌生产的重组超耐热耐酸性α-淀粉酶进行纯化得到电泳纯级的超耐热耐酸性α-淀粉酶纯化倍数为11. 7活力回收率为29. 8%[]。
但上述方法存在的共同问题是连续操作和规模放大都比较困难。
双水相技术具有处理容量大、能耗低、易连续化操作和工程放大等优点。
应用双水相系统PEG/磷酸盐分离纯化α-淀粉酶增加PEG浓度有助于酶富集上相。
同样用PEG/磷酸盐双水相体系从发酵液中直接萃取分离低温α-淀粉酶分配系数及回收率分别为4. 8和87%[]。
PVP 聚乙烯吡咯烷酮和硫酸铵对酶活力具有保护作用利用PVP/硫酸铵液-固萃取体系分离提取耐高温α-淀粉酶酶活力回收率高体系成相时间短操作时不需双水相体系所用的分液漏斗和离心操作用倾液法即可实现相分离因此与双水相体系相比液-固萃取体系具有更大的优越性[]。
测定α-淀粉酶活力的方法已不少于200种其共同之处是被测样品与某种多糖底物溶液保温反应后测之很难标准化。
碘-淀粉比色法测定α-淀粉酶活力的优点是操作简便试剂便宜比色精确、敏感。
因此成为受推荐的淀粉酶活力测定方法。
盛勤芳[]提出要提高糖化型淀粉酶活力测定的准确性须注意酶反应时间的选择和酶的控制。
严控制测定时间十分重要,为了保证内(初速度时间范围内)50,底物(淀粉液)必须预保温5-10。
为了能得到准确的测定结果,在实验设计中,对空白与样品滴定值之差(B-A)一般控制在1.0-2.6ml;若(B-A)小于1.0ml,表明酶浓度过小;若(B-A)大于2.6ml,表明酶浓度偏高。
(B-A)这个值可以通过调整酶的稀释倍数,使之控制在1.0-2.6ml 范围内。
.4 淀粉酶的应用1.4.1 在食品工业中的应用各种酶制剂在食品工业中的应用已有上百年的历史最近几十年α-淀粉酶广泛地应用于焙烤工业中α-淀粉酶用于面包加工中可以使面包体积增大纹理疏松;提高面团的发酵速度;改善面包心的组织结构增加内部组织的柔软度;产生良好而稳定的面包外表色泽提高入炉的急胀性;抗老化改善面包心的弹性和口感;延长面包心储存过程中的保鲜期。
目前焙烤工业使用的α-淀粉酶主要来自大麦麦芽、真菌和细菌。
1955年美国批准真菌α-淀粉酶作为面包添加剂。
1963年英国证实了它们的安全性[]。
现在α-淀粉酶已经在全世界范围内使用。
在业中的应用淀粉酶在造纸工业中的用途主要是改良纸张涂层淀粉,由于造纸施胶过程中要保持淀粉乳的粘度压扎机也要根据所造纸的级别来调整施胶的粘度而且天然淀粉的粘度较高需经处理降低其粘度后才能用于表明施胶因此需要用α-淀粉酶间歇式或连续降解淀粉来调整淀粉乳的粘度。
在中的应用酶是现代高效清洁剂的成分之一。
酶在清洁剂中最大的功能就是使清洁剂更温和无害。
早期的自动洗碗机的清洁剂非常粗糙,容易在进食时对人体造成伤害,而且对陶瓷、木质餐具也会造成损害。
而将酶制剂用于清洁剂以后可以在较低的清洗温度下就到达很好的清洗效果。
1975年α-淀粉酶开始用于洗衣粉中。
现在几乎90%以上的液体清洁剂中都含有α-淀粉酶[]。
在中的应用从最早的J. Takamine博士第一个使用米曲霉进行α-淀粉酶工业生产,这一淀粉酶被称之为塔卡淀粉酶作为一种助消化剂开始,淀粉酶在医药行业的应用主要是作为助消化剂[]。
黑曲霉α-淀粉酶因具有耐酸性适用于制造助消化的药物开发适合于胃酸性环境 pH2. 0左右的耐酸性α-淀粉酶用于制备消化助剂将会使医疗效果更为有效[]。
另外分析血链球菌群中的细菌与α-唾液淀粉酶的结合能力可有效鉴定不同血链球菌群中各菌株。
研究唾液α-淀粉酶与致龋血链球菌粘附的关系为龋病的病因学研究和预防提供了理论依据[]。
2 实验部分2.1材料2.1.1 生物材料实验室筛选得到的产淀粉酶菌株。