[发明专利]超声条件下细丽毛壳菌发酵制备α-葡聚糖酶的方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物和生物学技术领域，具体而言，涉及在超声条件下细丽毛壳菌发酵制备α-葡聚糖酶的方法。

背景技术

葡聚糖(dextran)又称右旋糖酐，为一种多糖，存在于某些微生物在生长过程中分泌的粘液中。葡聚糖具有较高的分子量，主要由D－葡萄吡喃糖以α，1→6键连接，支链点有1→2、1→3、1→4连接的。随着微生物种类和生长条件的不同，葡聚糖结构也有差别。精糖生产过程中，甘蔗夹带的肠膜明串珠菌等微生物会分泌蔗糖转化酶来消耗蔗糖，生成大量葡聚糖，俗称“蔗饭”。葡聚糖的积累除造成糖分的损失外，还导致糖液粘度增大、旋光度偏高、结晶及过滤困难等一系列问题，给糖厂的大规模生产及糖品质量提高带来诸多不利影响。

目前国内很多学者采取多种措施来减少或者消除糖液中的葡聚糖，主要分为物理法、化学法以及生物法等。物理法使用澄清、膜过滤等方法，其技术成本较高，难以广泛推广。化学法主要加入漂白粉等杀菌剂以及青霉素、金霉素等抗生素来抑制微生物的生长。相对而言，化学法价格低廉，不需要额外设备，但化学药品的残留可能会对人体造成危害，而且对已形成的葡聚糖起不到降解的作用。生物法主要是使用酶解法，采用葡聚糖酶对糖汁中所含的葡聚糖进行降解，能够快速高效的清除糖汁中的葡聚糖，达到提高原糖产率、降低糖液粘度等目的。然而，当前食品用的安全级别来源的葡聚糖酶较为稀缺，极大的限制了生物法在制糖工业中的广泛应用。因此，开发一种安全来源的葡聚糖酶，成为目前制糖工业所面临的一项主要问题之一。

细丽毛壳菌是美国及欧盟认可的一种食品安全性菌株，在其发酵过程中能够分泌α-葡聚糖酶。目前国内对于利用细丽毛壳菌发酵产α-葡聚糖酶的研究较少，主要研究集中于利用细丽毛壳菌制备α-葡聚糖酶粗酶的方法与步骤，葡聚糖酶产量较低，难以达到工业化应用水平。

因此，如何提高细丽毛壳菌发酵制备α-葡聚糖酶的产量和活性，达到工业化应用水平是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术所存在的上述不足，提供一种在超声条件下细丽毛壳菌发酵制备α-葡聚糖酶的方法，提高α-葡聚糖酶的产量和活性。为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案：

本发明一方面涉及超声条件下细丽毛壳菌发酵制备α-葡聚糖酶的方法，其特征在于在细丽毛壳菌在培养基中培养时，采用频率20-40KHZ（优选25-35KHZ），功率80-120W（优选为90-110W）的超声作用，频率为40-80分钟/次（优选为50-70分钟/次），每次作用时间40-80秒（优选为50-70秒）。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的发酵培养基成分及培养条件：1.5%葡聚糖，1.0%酵母浸膏，0.5%磷酸氢二钾和/或磷酸二氢钾，0.1%硫酸镁；用1mol/L氢氧化钠溶液调节培养基pH至6.0，灭菌，在培养基中加入一定量灭菌碳酸钙，以2%的接种量将细丽毛壳菌接入到培养基中，于转速为200rpm的摇床中30℃恒温培养3-4天。

在本发明的一个优选实施方式中，超声处理之后继续将培养体系放入摇床培养。

在本发明的一个优选实施方式中，在细丽毛壳菌培养12h之后启动超声。

出乎本领域技术人员的合理预期，本发明通过在低频低功率超声条件下，采用细丽毛壳菌发酵制备α-葡聚糖酶的方法，提高了细胞的生长速率，同时葡聚糖酶的酶活提高了215%。

附图说明

图1超声处理对菌体干重的影响；

图2超声处理对菌体自絮凝现象的影响；

图3超声条件处理对细丽毛壳菌发酵生产α-葡聚糖酶酶活的影响；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的方法作进一步详细地说明。

一、发酵培养基成分及培养条件：1.5%葡聚糖，1.0%酵母浸膏，0.5%磷酸氢二钾（磷酸二氢钾），0.1%硫酸镁。用1mol/L氢氧化钠溶液调节培养基pH至6.0，灭菌，在培养基中加入一定量碳酸钙（灭菌），以2%的接种量将细丽毛壳接入到25mL培养基中，于转速为200rpm的摇床中30℃恒温培养3-4天。

超声处理条件：发酵12h后开始超声处理，频率30KHZ，功率100W，超声作用频率为1小时/次，每次作用时间1min。然后放入摇床培养，培养条件同上。

二、α-葡聚糖酶酶活的测定

实验仪器：分光光度计、恒温水浴锅、电磁炉、移液枪、25cm比色管

实验材料：DNS试剂、α-葡聚糖酶、2.0%葡聚糖底物