一种固定化葡萄糖氧化酶的制备方法与流程

文档序号:13274439阅读:1501来源:国知局
本发明属于食品保鲜食品添加剂领域,具体涉及一种固定化葡萄糖氧化酶的制备方法。
背景技术
:葡萄糖氧化酶是一种需氧脱氢酶。葡萄糖氧化酶是从特异青霉等霉菌和蜂蜜中发现的酶。葡萄糖氧化酶以氧为电子接受体,能专一地氧化β-d-葡萄糖为葡萄糖酸和过氧化氢。葡萄糖氧化酶是酶应用
技术领域
中一种非常重要的酶,作为国家允许使用的酶制剂之一,它在食品、医药、饲料等行业中得到了广泛应用。葡萄糖氧化酶在生物界分布很广泛,其工业化生产是利用微生物发酵法生产,最常见的葡萄糖氧化酶来源是通过黑曲霉、青霉以及酵母菌属的发酵得来。多数商业化的葡萄糖氧化酶是从黑曲霉的菌丝体中分离得到的。但是由于黑曲霉的发酵主要是用作生产葡萄糖酸或者葡萄糖酸盐的,比如葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钙,因此葡萄糖氧化酶主要是作为一种副产物出现,而这导致葡萄糖氧化酶的生产酶活并不高,很多都是只有个位数的酶活,因此微生物发酵法存在发酵活力低、产量低、生产成本高等限制性因素。因此,有必要发明一种酶活高,稳定性高,回收率高的固定化葡萄糖氧化酶。以此来适应于市场的需求。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题:本发明的目的是针对一般葡萄糖氧化酶的机械强度差,酶活性不高,不能重复利用的问题,利用一种环保的葡萄糖氧化酶的获取途径,通过包埋法和交联法的共同作用,得到一种固定化葡萄糖氧化酶的制备方法。为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:一种固定化葡萄糖氧化酶的制备方法,其特征在于,该制备方法包括如下步骤:(1)取田园土放入装有生理盐水的锥形瓶中振荡混匀,取质量分数为0.9%生理盐水稀释土样至10-5稀释度,移液管吸取稀释浑浊液,涂布于筛选平板培养,挑取菌落与生理盐水按质量比1:9混合,得混合菌液,取菌液接种至真菌平板培养基上培养,通过菌落,种子菌株;(2)挑取上述的种子菌株划线接种于斜面培养基培养,得培养物,将培养物加入聚山梨酯80与ph7.0氯化钠-蛋白胨缓冲液混合均匀,将孢子洗脱,得去孢子混合菌液,将去孢子混合菌液接种至真菌种子液培养基中,培养得一级种子液;(3)将一级种子液接种至发酵培养液中,发酵得二级种子液,在发酵罐中加入发酵液,通入蒸汽进行实罐灭菌,降温,倒入二级种子液,并加入甘露糖,醋酸乙烯酯混合均匀,进行发酵,发酵完成后,得葡萄糖氧化酶发酵液;(4)葡萄糖氧化酶的分离与提纯:将葡萄糖氧化酶发酵液离心去除菌丝体收取上清液,并过微滤膜去除残留的颗粒和菌体,取上清液,透析1天后收集粗酶液,取粗酶液上离子交换层析柱,用nacl溶液进行梯度洗脱,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥,将冷冻干燥后的葡萄糖氧化酶加水稀释,再次放入离子交换层析柱中,用dtt缓冲溶液进行洗脱,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥得到葡萄糖氧化酶粉末;(5)葡萄糖氧化酶的固定化:将上述干燥的葡萄糖氧化酶粉末与磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液混合均匀,过滤,取过滤液,将聚乙烯醇、甲苯、氯仿、滤液混合均匀后加入反应容器,在反应容器中分别加入二氨基丙腈和过硫酸钾,用搅拌器持续搅拌,在20~40℃的水浴中反应,加入n2作为保护气,反应,过滤,滤液,收集滤渣,分别用pbs缓冲溶液,碳酸氢钠溶液对滤渣进行洗涤,再用双重氮联苯胺溶液对滤渣交联处理40min,再使用蒸馏水冲洗,干燥,即得到固定化葡萄糖氧化酶。所述步骤(1)中田园土与生理盐水混合的质量比为1:9。所述步骤(2)中种子菌株接种于斜面培养基的培养条件为在20~25℃温度条件下,培养5~7天,培养物、聚山梨酯80与ph7.0氯化钠-蛋白胨缓冲液的质量比为100:15:300,一级种子液的培养条件是在23~28℃温度条件下,培养18~24h。所述步骤(3)中一级种子液与发酵培养液的质量比为1:6,发酵条件为ph3.5~6.5,23~28℃,发酵60~72h,发酵罐中加入的发酵液与发酵罐的体积比为1:2,倒入的二级种子液的接种量为10%,二级种子液、甘露糖、醋酸乙烯酯三种物质的质量比为2:1:1,在25~28℃的温度条件下,发酵36~72h得到葡萄糖氧化酶发酵液,测定含有酶活为4.5~5.6u。所述步骤(4)中平衡溶液为ph7.1±0.2,浓度为0.05mol/l的dtt缓冲溶液,进行梯度洗脱的是浓度为0.1~1mol/lnacl溶液,冷冻干燥葡萄糖氧化酶与水混合的质量比为1:2。所述步骤(5)干燥的葡萄糖氧化酶粉末与ph4.5~5.6,浓度为0.2mol/l磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液混合的质量比为1:5,将聚乙烯醇作为载体对游离酶进行包埋,聚乙烯醇、甲苯、氯仿、滤液的质量比2:5:8:5,二氨基丙腈和过硫酸钾的质量比为1:2,反应形成的固定化酶颗粒直径为100μm~200μm,用作交联处理的物质为质量分数为10%的双重氮联苯胺溶液。本发明与其他方法相比,有益技术效果是:(1)从田园土壤中分离筛选出的一种真菌菌株用于发酵葡萄糖氧化酶,获取途径简便,绿色环保,极易获取;(2)采用包埋法和交联法两种方法共同作用,以聚乙烯醇作为载体,加入浓度为10%的双重氮联苯胺实现葡萄糖氧化酶的固定化,使固定化葡萄糖氧化酶可以被重复利用,节约成本,减少了葡萄糖氧化酶细胞的破损率,提高了其机械强度,并且提高了酶活性,延长了酶活性的保持时间。具体实施方式原料:从田园土中分离筛选鉴定,取菌径最大的菌落作为种子菌株,用于发酵培养得到葡萄糖氧化酶。接种斜面培养基的配制:按质量份数计,取蔗糖20~30份,胰酪胨15~20份,nano32~5份,k2hpo40.6~1份,feso40.01~0.03份,琼脂10~20份,121℃灭菌20min,ph5.4±0.2。筛选平板培养基的配制:按质量份数计,取葡萄糖50~80份,蛋白胨1~3份,(nh4)2hpo40.2~0.4份,kh2po40.1~0.4份,mgso4·7h2o0.04~0.1份,马铃薯粉6~10份,ki0.8~1.7份,脱氧胆酸钠0.07~0.2份,琼脂10~20份,磷酸缓冲液0.05~0.1份,121℃灭菌20min,ph5.6±0.2。真菌平板培养基的配制:按质量份数计,取蛋白胨2~5份,葡萄糖8~10份,kh2po40.8~1.2份,mgso40.2~0.5份,孟加拉红0.01~0.35份,氯霉素0.1~0.4份,121℃灭菌20min,ph5.6±0.2。真菌斜面培养基:pda培养基。真菌种子液培养基:按质量份数计,取葡萄糖40~50份、kcl0.01~0.02份、kh2po40.01~0.015份、mgso4•7h2o0.01~0.012份、(nh4)2hpo40.04~0.06份、酵母膏0.2~0.3份、蛋白胨0.1~0.4份,115℃灭菌15min,ph值自然。发酵培养液的配制:按质量份数计,取葡萄糖80~100份,蛋白胨2~8份,硝酸钠5~8份,kh2po42~4份,mgso40.4~0.8份,caco31.5~3.5份,kcl0.3~0.5份,121℃灭菌20min,ph5.2±0.3。(1)选取田园土,用灭菌瓶取土壤样品50~200份,置于4℃冰箱内备用,按质量份数计,称取10~15份采集来的土样置于经过灭菌处理的装有质量分数为0.9%生理盐水的锥形瓶中振荡30min,混合均匀,按质量分数计,取1份灭菌生理盐水稀释至10-5稀释度,用灭菌的移液管吸取,涂布于预先配制并且灭菌的筛选平板培养基中,在25~28℃下培养5天后置于5℃冰箱中静置3天,然后在23~30℃下存放至出现蓝色颜色圈。挑取蓝色圈中单个菌落接种至接种斜面培养基上培养,培养基上长出菌落后用接种环挑取少菌丝加入质量分数为0.9%生理盐水,接种于灭菌后的真菌平板培养基上,23~28℃培养36~48小时,选定菌径最大的菌落作为提取葡萄糖氧化酶的种子菌株;(2)挑取上述培养出的种子菌株划线接种于斜面培养基,20~25℃培养5~7天,取培养物加入聚山梨酯80与ph7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液,培养物、聚山梨酯80、氯化钠-蛋白胨缓冲液的体积比为100:15:300,将孢子洗脱,将去孢子培养物接种至真菌种子液培养基中,23~28℃培养18~24h,得到一级种子液;(3)将一级种子液接种至发酵培养液中,一级种子液和发酵培养液的质量比为1:6,调节混合发酵液的ph至3.5~6.5,培养温度为23~28℃,振荡器转速为200r/min条件下摇瓶发酵60~72h,得到二级种子液。在发酵罐中加入发酵液,发酵液与发酵罐的体积比为1:2,关闭各阀门通入蒸汽进行实罐灭菌,完成后开循环水阀门降温,降温后,按质量分数为10%的接种量倒入二级种子液,并加入甘露糖,醋酸乙烯酯混合,二级种子液、甘露糖、醋酸乙烯酯三种物质按质量比2:1:1混合均匀,在25~28℃的温度条件下,发酵36~72h,发酵完成后,即可得到含有酶活为5.3u以上葡萄糖氧化酶发酵液;(4)葡萄糖氧化酶的分离与提纯:将上述发酵液(离心条件8000rpm,20min),去除菌丝体收取上清液,过微滤膜去除残留的微小颗粒和菌体,取上清液,得粗酶液,透析1天后收集备用。用浓度为0.05mol/lph7.1±0.2的dtt缓冲溶液平衡,deae-sepharose离子交换层析柱,取粗酶液上样,用浓度为0.1~1mol/lnacl(用0.05mol/l,ph7.1的tris-hcl缓冲溶液配制)进行梯度洗脱,流速0.5ml/min,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥。用浓度为0.05mol/lph7.1±0.2的dtt缓冲溶液平衡,放置在superdex-200凝胶过滤层析柱过夜,将冷冻干燥后的葡萄糖氧化酶加水稀释,按质量比1:2混合均匀,用浓度为0.05mol/l的dtt缓冲溶液进行洗脱,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥得到葡萄糖氧化酶粉末。(5)葡萄糖氧化酶的固定化:将上述干燥的葡萄糖氧化酶粉末与ph4.5~5.6浓度为0.2mol/l磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液按质量比1:5混合均匀,过滤,取过滤液,测定游离酶酶活为5.6~12.2u/g,将聚乙烯醇作为载体,将聚乙烯醇,甲苯,氯仿,滤液按质量比2:5:8:5混合均匀后加入反应容器,在反应容器中分别加入按质量比1:2的二氨基丙腈和过硫酸钾,用搅拌器持续搅拌,转数为240r/min,在20~40℃的水浴中反应30min,加入n2作为保护气,反应形成的固定化酶颗粒直径为100μm~200μm,结束后将固定化酶过滤,收集滤渣,分别用ph6.0的pbs缓冲溶液,碳酸氢钠溶液洗涤,用质量分数为10%的双重氮联苯胺溶液交联处理40min,用蒸馏水反复冲洗后再用甘氨酸将残留的双重氮联苯胺反应掉,充分洗涤,即得到固定化葡萄糖氧化酶,测定固定酶活性为53~68u/g,根据公式测得固定化葡萄糖氧化酶的回收率达到了56.7%~64.8%。实施例1原料:从田园土中分离筛选鉴定,取菌径最大的菌落作为种子菌株,用于发酵培养得到葡萄糖氧化酶。接种斜面培养基的配制:按质量份数计,取蔗糖20~30份,胰酪胨15份,nano32份,k2hpo40.6份,feso40.01份,琼脂10份,121℃灭菌20min,ph5.4±0.2。筛选平板培养基的配制:按质量份数计,取葡萄糖50份,蛋白胨1份,(nh4)2hpo40.2份,kh2po40.1份,mgso4·7h2o0.04份,马铃薯粉6份,ki0.8份,脱氧胆酸钠0.07份,琼脂10份,磷酸缓冲液0.05份,121℃灭菌20min,ph5.6±0.2。真菌平板培养基的配制:按质量份数计,取蛋白胨2份,葡萄糖8份,kh2po40.8份,mgso40.2份,孟加拉红0.01份,氯霉素0.1份,121℃灭菌20min,ph5.6±0.2。真菌斜面培养基:pda培养基。真菌种子液培养基:按质量份数计,取葡萄糖40份、kcl0.01份、kh2po40.01份、mgso4•7h2o0.01份、(nh4)2hpo40.04份、酵母膏0.2份、蛋白胨0.1份,115℃灭菌15min,ph值自然。发酵培养液的配制:按质量份数计,取葡萄糖80份,蛋白胨2份,硝酸钠5份,kh2po42份,mgso40.4份,caco31.5份,kcl0.3份,121℃灭菌20min,ph5.2±0.3。(1)选取田园土,用灭菌瓶取土壤样品50份,置于4℃冰箱内备用。按质量份数计,称取10份采集来的土样置于经过灭菌处理的装有质量分数为0.9%生理盐水的锥形瓶中振荡30min,混合均匀,按质量分数计,取1份灭菌生理盐水稀释至10-5稀释度,用灭菌的移液管吸取混合液,涂布于预先配制并且灭菌的筛选平板培养基中,在25℃下培养5天后置于5℃冰箱中静置3天,然后在23℃下存放至出现蓝色颜色圈。挑取蓝色圈中单个菌落接种至接种斜面培养基上培养,培养基上长出菌落后用接种环挑取少菌丝加入质量分数为0.9%生理盐水,接种于灭菌后的真菌平板培养基上,23℃培养36小时,选取菌径最大的菌落作为提取葡萄糖氧化酶种子菌株。(2)挑取上述培养出的种子菌株划线接种于斜面培养基,20℃培养5天,取培养物加入聚山梨酯80与ph7.0氯化钠-蛋白胨缓冲液,培养物、聚山梨酯80、无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液的体积比为100:15:300,将孢子洗脱,将去孢子培养物接种至真菌种子液培养基中,23℃培养18h,得到一级种子液。(3)将一级种子液接种至发酵培养液中,一级种子液和发酵培养液的质量比为1:6,调节混合发酵液的ph至3.5,培养温度为23℃,振荡器转速为200r/min条件下摇瓶发酵6h,得到二级种子液。在发酵罐中加入发酵液,发酵液与发酵罐的体积比为1:2,关闭各阀门通入蒸汽进行实罐灭菌,完成后开循环水阀门降温,降温后,按质量分数为10%的接种量倒入二级种子液,并加入甘露糖,醋酸乙烯酯混合,二级种子液、甘露糖、醋酸乙烯酯三种物质按质量比2:1:1混合均匀,在25℃的温度条件下,发酵36~72h,发酵完成后,即可得到含有酶活为5.3u(酶活定义:每分钟催化氧化1μmol葡萄糖的酶量的定义为一个酶活力单位)以上葡萄糖氧化酶发酵液。(4)葡萄糖氧化酶的分离与提纯将上述发酵液(离心条件8000rpm,20min),去除菌丝体收取上清液,过微滤膜去除残留的微小颗粒和菌体,取上清液,得粗酶液,透析1天后收集备用。用浓度为0.05mol/lph7.1±0.2的dtt缓冲溶液平衡,deae-sepharose离子交换层析柱,取粗酶液上样,用浓度为0.1mol/lnacl(用0.05mol/l,ph7.1的tris-hcl缓冲溶液配制)进行梯度洗脱,流速0.5ml/min,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥后备用。用浓度为0.05mol/lph7.1±0.2的dtt缓冲溶液平衡,放置在superdex-200凝胶过滤层析柱过夜,将冷冻干燥后的葡萄糖氧化酶加水稀释,按质量比1:2混合均匀,用浓度为0.05mol/l的dtt缓冲溶液进行洗脱,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥得到葡萄糖氧化酶粉末。(5)葡萄糖氧化酶的固定化将上述干燥的葡萄糖氧化酶粉末与ph4.5浓度为0.2mol/l磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液按质量比1:5混合均匀,过滤,取过滤液,测定游离酶酶活为5.6u/g,将聚乙烯醇作为载体,将聚乙烯醇,甲苯,氯仿,滤液按质量比2:5:8:5混合均匀后加入反应容器,在反应容器中分别加入按质量比1:2的二氨基丙腈和过硫酸钾,用搅拌器持续搅拌,转数为240r/min,在20℃的水浴中反应30min,加入n2作为保护气,反应形成的固定化酶颗粒直径为100μm,结束后将固定化酶过滤,收集滤渣,分别用ph6.0的pbs缓冲溶液,碳酸氢钠溶液洗涤,再用质量分数为10%的双重氮联苯胺溶液交联处理40min,用蒸馏水反复冲洗后再用甘氨酸将残留的双重氮联苯胺反应掉,充分洗涤,即得到固定化葡萄糖氧化酶,测定固定酶活性为53u/g,根据公式测得固定化葡萄糖氧化酶的回收率达到了56.7%。实施例2原料:从田园土中分离筛选鉴定,取菌径最大的菌落作为种子菌株,用于发酵培养得到葡萄糖氧化酶。接种斜面培养基的配制:按质量份数计,取蔗糖25份,胰酪胨17份,nano33份,k2hpo40.8份,feso40.02份,琼脂15份,121℃灭菌20min,ph5.4±0.2。筛选平板培养基的配制:按质量份数计,取葡萄糖65份,蛋白胨2份,(nh4)2hpo40.2~0.4份,kh2po40.3份,mgso4·7h2o0.08份,马铃薯粉8份,ki1.6份,脱氧胆酸钠0.15份,琼脂15份,磷酸缓冲液0.07份,121℃灭菌20min,ph5.6±0.2。真菌平板培养基的配制:按质量份数计,取蛋白胨3份,葡萄糖9份,kh2po41.0份,mgso40.4份,孟加拉红0.25份,氯霉素0.3份,121℃灭菌20min,ph5.6±0.2。真菌斜面培养基:pda培养基。真菌种子液培养基:按质量份数计,取葡萄糖45份、kcl0.01份、kh2po40.013份、mgso4•7h2o0.011份、(nh4)2hpo40.05份、酵母膏0.25份、蛋白胨0.3份,115℃灭菌15min,ph值自然。发酵培养液的配制:按质量份数计,取葡萄糖90份,蛋白胨6份,硝酸钠6份,kh2po43份,mgso40.6份,caco32.5份,kcl0.4份,121℃灭菌20min,ph5.2±0.3。(1)选取土壤,用灭菌瓶取土壤样品50~200份,置于4℃冰箱内备用。按质量份数计,称取10~15份采集来的土样置于经过灭菌处理的装有质量分数为0.9%生理盐水的锥形瓶中振荡30min,混合均匀,按质量分数计,取1份灭菌生理盐水稀释至10-5稀释度,用灭菌的移液管吸取,涂布于预先配制并且灭菌的筛选平板培养基中,在25~28℃下培养5天后置于5℃冰箱中静置3天,然后在23~30℃下存放至出现蓝色颜色圈。挑取蓝色圈中单个菌落接种至接种斜面培养基上培养,培养基上长出菌落后用接种环挑取少菌丝加入质量分数为0.9%生理盐水,接种于灭菌后的真菌平板培养基上,23~28℃培养36~48小时,选定菌径最大的菌落作为提取葡萄糖氧化酶的种子菌株。(2)挑取上述培养出的种子菌株划线接种于斜面培养基,20~25℃培养5~7天,取培养物加入聚山梨酯80与ph7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液,培养物、聚山梨酯80、无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液的体积比为100:15:300,将孢子洗脱,将去孢子培养物接种至真菌种子液培养基中,23~28℃培养18~24h,得到一级种子液。(3)将一级种子液接种至发酵培养液中,一级种子液和发酵培养液的质量比为1:6,调节混合发酵液的ph至3.5~6.5,培养温度为23~28℃,振荡器转速为200r/min条件下摇瓶发酵60~72h,得到二级种子液。在发酵罐中加入发酵液,发酵液与发酵罐的体积比为1:2,关闭各阀门通入蒸汽进行实罐灭菌,完成后开循环水阀门降温,降温后,按质量分数为10%的接种量倒入二级种子液,并加入甘露糖,醋酸乙烯酯混合,二级种子液、甘露糖、醋酸乙烯酯三种物质按质量比2:1:1混合均匀,在25~28℃的温度条件下,发酵36~72h,发酵完成后,即可得到含有酶活为5.3u(酶活定义:每分钟催化氧化1μmol葡萄糖的酶量的定义为一个酶活力单位)以上葡萄糖氧化酶发酵液。(4)葡萄糖氧化酶的分离与提纯将上述发酵液(离心条件8000rpm,20min),去除菌丝体收取上清液,过微滤膜去除残留的微小颗粒和菌体,取上清液,得粗酶液,透析1天后收集备用。用浓度为0.05mol/lph7.1±0.2的dtt缓冲溶液平衡,deae-sepharose离子交换层析柱,取粗酶液上样,用浓度为0.1~1mol/lnacl(用0.05mol/l,ph7.1的tris-hcl缓冲溶液配制)进行梯度洗脱,流速0.5ml/min,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥后备用。用浓度为0.05mol/lph7.1±0.2的dtt缓冲溶液平衡,放置在superdex-200凝胶过滤层析柱过夜,将冷冻干燥后的葡萄糖氧化酶加水稀释,按质量比1:2混合均匀,用浓度为0.05mol/l的dtt缓冲溶液进行洗脱,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥得到葡萄糖氧化酶粉末。(5)葡萄糖氧化酶的固定化将上述干燥的葡萄糖氧化酶粉末与ph5.0浓度为0.2mol/l磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液按质量比1:5混合均匀,过滤,取过滤液,测定游离酶酶活为7.6u/g,将聚乙烯醇作为载体,将聚乙烯醇,甲苯,氯仿,滤液按质量比2:5:8:5混合均匀后加入反应容器,在反应容器中分别加入按质量比1:2的二氨基丙腈和过硫酸钾,用搅拌器持续搅拌,转数为240r/min,在30℃的水浴中反应30min,加入n2作为保护气,反应形成的固定化酶颗粒直径为150μm,结束后将固定化酶过滤,收集滤渣,分别用ph6.0的pbs缓冲溶液,碳酸氢钠溶液洗涤,再用质量分数为10%的双重氮联苯胺溶液交联处理40min,用蒸馏水反复冲洗后再用甘氨酸将残留的双重氮联苯胺反应掉,充分洗涤,即得到固定化葡萄糖氧化酶,测定固定酶活性为53~68u/g,根据公式测得固定化葡萄糖氧化酶的回收率达到了60.7%。实施例3原料:从田园土中分离筛选鉴定,取菌径最大的菌落作为种子菌株,用于发酵培养得到葡萄糖氧化酶。接种斜面培养基的配制:按质量份数计,取蔗糖30份,胰酪胨20份,nano35份,k2hpo41份,feso40.03份,琼脂20份,121℃灭菌20min,ph5.4±0.2。筛选平板培养基的配制:按质量份数计,取葡萄糖80份,蛋白胨3份,(nh4)2hpo40.4份,kh2po40.4份,mgso4·7h2o0.1份,马铃薯粉10份,ki1.7份,脱氧胆酸钠0.2份,琼脂20份,磷酸缓冲液0.1份,121℃灭菌20min,ph5.6±0.2。真菌平板培养基的配制:按质量份数计,取蛋白胨5份,葡萄糖10份,kh2po41.2份,mgso40.5份,孟加拉红0.35份,氯霉素0.4份,121℃灭菌20min,ph5.6±0.2。真菌斜面培养基:pda培养基。真菌种子液培养基:按质量份数计,取葡萄糖50份、kcl0.02份、kh2po40.015份、mgso4•7h2o0.012份、(nh4)2hpo40.06份、酵母膏0.3份、蛋白胨0.4份,115℃灭菌15min,ph值自然。发酵培养液的配制:按质量份数计,取葡萄糖100份,蛋白胨8份,硝酸钠8份,kh2po44份,mgso40.8份,caco33.5份,kcl0.5份,121℃灭菌20min,ph5.2±0.3。(1)选取土壤,用灭菌瓶取土壤样品200份,置于4℃冰箱内备用。按质量份数计,称取15份采集来的土样置于经过灭菌处理的装有质量分数为0.9%生理盐水的锥形瓶中振荡30min,混合均匀,按质量分数计,取1份灭菌生理盐水稀释至10-5稀释度,用灭菌的移液管吸取,涂布于预先配制并且灭菌的筛选平板培养基中,在28℃下培养5天后置于5℃冰箱中静置3天,然后在30℃下存放至出现蓝色颜色圈。挑取蓝色圈中单个菌落接种至接种斜面培养基上培养,培养基上长出菌落后用接种环挑取少菌丝加入质量分数为0.9%生理盐水,接种于灭菌后的真菌平板培养基上,28℃培养48小时,选定菌径最大的菌落作为提取葡萄糖氧化酶的种子菌株。(2)挑取上述培养出的种子菌株划线接种于斜面培养基,25℃培养7天,取培养物加入聚山梨酯80与ph7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液,培养物、聚山梨酯80、无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液的体积比为100:15:300,将孢子洗脱,将去孢子培养物接种至真菌种子液培养基中,28℃培养24h,得到一级种子液。(3)将一级种子液接种至发酵培养液中,一级种子液和发酵培养液的质量比为1:6,调节混合发酵液的ph至6.5,培养温度为28℃,振荡器转速为200r/min条件下摇瓶发酵60~72h,得到二级种子液。在发酵罐中加入发酵液,发酵液与发酵罐的体积比为1:2,关闭各阀门通入蒸汽进行实罐灭菌,完成后开循环水阀门降温,降温后,按体积比例为10%的接种量倒入二级种子液,并加入甘露糖,醋酸乙烯酯混合,二级种子液、甘露糖、醋酸乙烯酯三种物质按质量比2:1:1混合均匀,在28℃的温度条件下,发酵72h,发酵完成后,即可得到含有酶活为5.3u(酶活定义:每分钟催化氧化1μmol葡萄糖的酶量的定义为一个酶活力单位)以上葡萄糖氧化酶发酵液。(4)葡萄糖氧化酶的分离与提纯将上述发酵液(离心条件8000rpm,20min),去除菌丝体收取上清液,过微滤膜去除残留的微小颗粒和菌体,取上清液,得粗酶液,透析1天后收集备用。用浓度为0.05mol/lph7.1±0.2的dtt缓冲溶液平衡,deae-sepharose离子交换层析柱,取粗酶液上样,用浓度为0.1~1mol/lnacl(用0.05mol/l,ph7.1的tris-hcl缓冲溶液配制)进行梯度洗脱,流速0.5ml/min,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥后备用。用浓度为0.05mol/lph7.1±0.2的dtt缓冲溶液平衡,放置在superdex-200凝胶过滤层析柱过夜,将冷冻干燥后的葡萄糖氧化酶加水稀释,按质量比1:2混合均匀,用浓度为0.05mol/l的dtt缓冲溶液进行洗脱,层析完成后收集葡萄糖氧化酶活性管,透析脱盐,冷冻干燥得到葡萄糖氧化酶粉末。(5)葡萄糖氧化酶的固定化将上述干燥的葡萄糖氧化酶粉末与ph5.6浓度为0.2mol/l磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液按质量比1:5混合均匀,过滤,取过滤液,测定游离酶酶活为12.2u/g,将聚乙烯醇作为载体,将聚乙烯醇,甲苯-氯仿,滤液按质量比2:8:5混合均匀后加入反应容器,在反应容器中分别加入按质量比1:2的二氨基丙腈和过硫酸钾,用搅拌器持续搅拌,转数为240r/min,在40℃的水浴中反应30min,加入n2作为保护气,反应形成的固定化酶颗粒直径为200μm,结束后将固定化酶过滤,收集滤渣,分别用ph6.0的pbs缓冲溶液,碳酸氢钠溶液洗涤,再用质量分数为10%的双重氮联苯胺溶液交联处理40min,用蒸馏水反复冲洗后再用甘氨酸将残留的双重氮联苯胺反应掉,充分洗涤,即得到固定化葡萄糖氧化酶,测定固定酶活性为53~68u/g,根据公式测得固定化葡萄糖氧化酶的回收率达到了64.8%。对比例:深圳某食品配料邮箱公司生产的葡萄糖氧化酶方法:准备4份10u/ml的god酶液,分别在各个试样中加入酶活力相同的god酶液标准品,作回收率实验。保持ph6.0恒定的条件下,分别将酶液放置在20、25、30、35、40、45、50、55、60℃水浴条件下60min后,在最适温度下每隔10min测定酶活力,3次取算术平均值,确定不同温度下酶活力稳定性的变化。葡萄糖氧化酶具体检测情况如表1表1检测项目实施例1实施例2实施例3对比例酶活力(u/ml)47.548.25540.3回收率(%)85.496.098.475.2由上可知,本发明所生产的葡萄糖氧化酶酶活性高,稳定性强,回收率高,是一种安全高效的葡萄糖氧化酶,值得推广和使用。当前第1页12
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