高产淀粉酶菌株的分离纯化、初步鉴定以及发酵条件优化文献综述

 2022-12-23 05:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、实验背景

淀粉酶(amylase)是能催化淀粉水解转化成葡萄糖、麦芽糖及其他低聚糖的一类酶的总称。在动、植物以及微生物中广泛存在,是产量最大,用途最广的的一种酶。淀粉酶来源极其广泛,不仅动物的唾液、胰脏富含淀粉酶,植物体内也含有丰富的淀粉酶,但是,目前商业化生产的淀粉酶主要由微生物发酵提炼所得。自从19 世纪初德国科学家 Kirchhoff 发现淀粉酶以来,有关淀粉酶的研究报道逐年增加,淀粉酶的应用也越来越广泛。特别是在酿造工业、纺织、医药工业、环保、洗涤剂等方面得到了广泛的应用。近年来,虽然我国淀粉酶的品种、 产量不断增加,但是与国外相比,我国的淀粉酶品种相对偏少、产量偏低。

按水解淀粉方式不同,把淀粉酶分为alpha;-淀粉酶、 beta;-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶4类。alpha;-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和激活因子,也有部分淀粉酶为非Ca2 依赖型。淀粉酶既作用于直链淀粉,亦作用于支链淀粉,无差别地随机切断糖链内部的alpha;-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葡萄糖为主。beta;-淀粉酶与alpha;-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alpha;-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。对于像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alpha;-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。gamma;-淀粉酶(gamma;-amylase)是外切酶,从淀粉分子非还原端依次切割alpha;(1→4)链糖苷键和alpha;(1→6)链糖苷键,逐个切下葡萄糖残基,与beta;-淀粉酶类似,水解产生的游离半缩醛羟基发生转位作用,释放beta;-葡萄糖。无论作用于直链淀粉还是支链淀粉,最终产物均为葡萄糖。动物、植物、微生物都产生异淀粉酶。水解支链淀粉或糖原的alpha;-1,6-糖苷键,生成长短不一的直链淀粉(糊精)。主要由微生物发酵生产,菌种有酵母、细菌、放线菌。

二、实验目的和意义

淀粉酶虽然可以来自动物或植物,但目前工业生产上一般都以微生物发酵法大规模生产。 虽然不少微生物能产生淀粉酶,但适合商业生产需要的菌株仍然很少。各国在对淀粉酶产生菌的筛选方面都做了大量的研究工作,对高产淀粉酶菌株的选育,分离纯化,鉴定,发酵条件优化已成为生物工程的研究热点。

三、实验内容

1.选择性分离多株含淀粉酶的菌株

(1)样品处理

准确称取每份土壤样品5g,放入有100mL的富集培养基和小玻璃珠的250mL三角瓶中,震荡至土壤分散均匀后置于恒温摇床37℃, 180r/min富集培养48h。将富集完成后的发酵液用无菌生理盐水进行梯度稀释,得到 10 -1~10 -6 稀释度的稀释液,用移液器依次10 -1 ~10 -4样品稀释液各 200mu;L 至淀粉筛选培养基上,用涂布器将稀释液在平板上涂布均匀。将涂布 完成的平板平放于桌 20-30min 至液体完全吸收后转入37℃ 恒温培养箱倒置培养。

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