优化利用宾曲霉FDHN1生产和提取低纤维素酶活性且热溶稳定的木聚糖酶

Bioresources and Bioprocessing 2015, 2:3

http://bioresourcesbioprocessing.springeropen.com/articles/10.1186/s40643-014-0029-1

优化利用宾曲霉FDHN1生产和提取低纤维素酶活性且热溶稳定的木聚糖酶

Dharmesh N Adhyaru, Nikhil S Bhatt, Hasmukh A Modi

P. G. Department of Microbiology, Gujarat Vidyapeeth, M. D. Gramseva

Mahavidhyalaya, Talim Kendra Campus, India

【摘要】背景：木聚糖酶是半纤维素酶系统的重要成员，可水解半纤维素的主要成分木聚糖，将它先后转换成低聚木糖、木糖。低纤维素酶活性的木聚糖酶如果同时具备较高的温度和pH稳定性，这类木聚糖在造纸工业和木浆工业获得了很大关注。绝大多数现有文献强调优化真菌木聚糖酶的生产环境和培养参数，然而，提高发酵生物质的酶活回收率也很重要。本文研究了使用宾曲霉FDHN1利用低成本农业废弃物固态发酵生产和提取木聚糖酶的上游和下游工艺参数。结果：本研究中，宾曲霉FDHN1用于固态发酵（SSF）产生木聚糖酶和少量纤维素酶。在各种农业废弃物中，高粱秸秆更利于木聚糖酶生产。在优化上游参数时，观察到木聚糖酶的最高产量为2,449 ± 23 U/g。粗木聚糖酶在pH值3-8内都能保持24小时的稳定性。温度稳定性测试显示木聚糖酶具有耐热性。聚丙烯酰氨凝胶电泳（PAGE）和酶谱分析展现了木聚糖酶的多种形式。鉴于木聚糖酶的工业重要性，研究通过萃取剂体积、萃取时间、温度、 搅拌速度等，阐述了如何优化下游工艺参数。用0.05 M柠檬酸钠缓冲液 (pH 6.5) 在 12:1 (v/w) 、150 rpm 搅拌速度和 40°C下萃取90分钟，可得木聚糖酶最高回收量(4,105 ± 22 U/g) ，木聚糖酶产量提高6.66倍。结论：本文整合了优化上游和下游工艺生产木聚糖酶。宾曲霉FDHN1产生的木聚糖酶具有pH和热稳定性，在有机溶剂存在时也具有活性。木聚糖酶的这些性质对于工业应用非常重要。