扩展青霉产碱性脂肪酶发酵条件的研究
2008-05-24 11:15:41   来源：饲料工业   评论：0 点击：

2.2 氮源的影响
    以1%玉米淀粉+1%糊精为碳源，用不同的氮源代替黄豆粉，单一氮源在培养基中的添加量均为6% ,复合氮源的添加量分别为5%黄豆粉+1%硫酸铵，4%黄豆粉+1%硫酸铵+1%橄榄油，以添加6%黄豆粉时的情况为对照组，PE51.1菌发酵产酶试验结果如图2所示。   

    从图2可以看出，复合氮源明显优于单一氮源，在复合氮源基础上添加橄榄油后，PE51.1菌产酶活性更高。说明橄榄油的添加对PE51.1菌产酶有促进作用。所以确定最佳氮源配比为4%黄豆粉+1%硫酸铵+1%橄榄油。
2.3 装液量的影响
    以1%玉米淀粉+1%糊精为碳源，4%黄豆粉+1%硫酸铵+1%橄榄油为氮源，改变250ml三角瓶中培养基的装液量，进行发酵产酶试验，结果如图3所示。
    由图3可以看出，装液量对产酶有一定影响，说明通气量（通气量与装液量正相关）是PE51.1菌发酵产酶的重要影响因素。装液量为30ml时产酶活性最高，因此确定250ml三角瓶中最佳装液量为30ml。

2.4 接种量的影响
    在上述最佳碳源、氮源和装液量下，改变种子液的接种比例，发酵培养一定时间后测定酶活，结果如图4所示。

    由图4可知，接种量对PE51.1菌产酶活性有显著影响，其中以3%接种量为最佳。结合试验观察分析原因，可能是接种量过小时，菌体生长缓慢，发酵延迟；接种量过大时，菌体迅速生长并聚集成球，使发酵液通风恶化，从而影响产酶，因此得到最佳接种量为3%。
2.5 培养基初始pH值的影响
    在上述试验条件下，改变发酵培养基的初始pH值，发酵培养PE51.1菌114h后测定酶活，结果如图5所示。
    由图5可以看出，发酵培养基的初始pH值对PE51.1菌发酵产酶影响最为显著，原因可能是初始pH值过低不利于菌体产碱性脂肪酶，而过高则对脂肪酶的产生有抑制作用。培养基的初始pH值在8.5时产酶活性最高，即发酵培养基最佳初始pH值为 8.5。

2.6 发酵温度的影响
    在上述试验条件下，在不同的摇瓶发酵培养温度下进行发酵产酶试验，结果如图6所示。
    从图6可以看出，发酵温度对PE51.1菌产酶有较大影响，28℃时产酶活性最高，因此确定最佳摇瓶发酵温度为28℃。

2.7 摇床转速的影响
    采用上述试验条件，改变摇床转速进行发酵产酶试验，结果如图7所示。
    由图7可以看出，随着摇床转速的增大，PE51.1菌发酵产酶的活性逐渐增高，这进一步验证了通风量（通风量与转速相关）对PE51.1菌发酵产酶的显著影响。当摇床转速太小时，菌体易聚集成球，通风恶化，使产酶下降；随着摇床转速的增大，培养基通风得到改善，脂肪酶产量增加。虽然在摇床转速为250r/min时发酵产酶活性为最佳，但考虑到摇床转速在150～280r/min的范围内，其产酶活性相差不是很大，而且摇床转速过大时，发酵培养液摇动太剧烈，容易溢出摇瓶，造成污染，影响发酵产酶，所以确定最佳的摇床转速为150r/min。

2.8 验证试验
    结合以上实验结果，在最优发酵培养基和发酵条件下对PE51.1菌进行发酵培养，并测定发酵液的产酶活性，验证优化效果。共做了三个平行试验，结果PE51.1菌平均最高产酶活力可达20.83U/ml。
3 结论
    通过对碱性脂肪酶产生菌PE51.1发酵培养基组成及发酵条件的探索，得到了较优培养基组成为（g/l）：黄豆粉40、玉米淀粉10、糊精10、橄榄油10、（NH4）2SO4 10、NaNO3 5、FeSO4·7H2O 0.1、K2HPO4 3、CaCO3 5。最佳发酵产酶条件为：装液量30ml(250ml三角瓶)，接种量3%，起始pH值8.5，温度28℃，摇床转速150r/min。在此条件下，PE51.1菌的最高产酶活力可达20.83U/ml。
    通过该研究PE51.1菌发酵产生碱性脂肪酶的活力得到了较大提高，但与有关报道的高产菌株相比，PE51.1菌的产酶活力还是比较低的。该研究只是为进一步研究碱性脂肪酶的发酵生产提供了可靠参考。通过在发酵培养基中添加橄榄油可以提高PE51.1菌的产酶活力这一现象推测该菌产生的脂肪酶可能为诱导酶，在以后的研究中，可以通过添加不同的诱导物来提高发酵产酶活性，也可以通过基因工程技术选育高产菌株，以期得到接近或达到工业化生产的碱性脂肪酶产生菌。