干酪乳杆菌(Lactobacillus casei) HDS-01产甘露聚糖酶条件研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190900618

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (29): 78-86.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190900618

所属专题：生物技术

干酪乳杆菌(Lactobacillus casei) HDS-01产甘露聚糖酶条件研究

张鑫¹(), 王瑶¹, 姜静¹, 赵丹¹^,²()

¹黑龙江大学生命科学学院微生物省高校重点实验室,哈尔滨 150080
² 黑龙江大学农业微生物技术教育部工程研究中,哈尔滨 150500

收稿日期:2019-09-09 修回日期:2019-11-25 出版日期:2020-10-15 发布日期:2020-10-16
通讯作者: 赵丹
作者简介:张鑫,女,1996年出生,黑龙江大庆人,硕士,研究方向：微生物学。通信地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号黑龙江大学224信箱,Tel：0451-86609134,E-mail：zhangxin960327@163.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目“甘露聚糖底物中共培养干酪乳杆菌与副干酪乳杆菌共生关系研究”(31770538);黑龙江省博士后科研启动金资助项目“干酪乳杆菌(Lactobacillus casei) HDS-01甘露聚糖酶的纯化、鉴定和性质研究”(LBH-Q18105)

Mannanase Production by Lactobacillus casei HDS-01: Condition Study

Zhang Xin¹(), Wang Yao¹, Jiang Jing¹, Zhao Dan¹^,²()

¹Key Laboratory of Microbiology, Life Science College, Heilongjiang University, Harbin 150080
²Engineering Research Center of Agricultural Microbiology Technology, Ministry of Education, Heilongjiang University, Harbin 150500

Received:2019-09-09 Revised:2019-11-25 Online:2020-10-15 Published:2020-10-16
Contact: Zhao Dan

摘要/Abstract

摘要：

旨在提高分离自东北酸菜发酵液中的干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)HDS-01产酶水平,为甘露聚糖酶的分离纯化和工业生产奠定基础,以MRS为初始培养基,设置不同培养基组分及发酵条件进行单因素试验,用DNS法和平板菌落计数法分别测定酶活和L. casei HDS-01生长量。试验实验结果表明 L. casei HDS-01产甘露聚糖酶的最优条件如下：最适碳源及浓度为0.8%的果胶,最适氮源及浓度为0.2%的酵母提取物和硝酸铵,无机盐种类及浓度包括0.2%的柠檬酸铵、0.1%的磷酸氢二钾、0.9%的乙酸钠,最适装液量为100 mL/250 mL,最适接种量为7%,最适培养温度为37℃,初始pH 5.5。按照上述最适条件,在摇床转速为140 r/min条件下培养36 h后,酶活可达72.7±0.30 U/mL,较优化前的产酶水平提升了6.51倍。

关键词: 干酪乳杆菌, 乳酸菌, 甘露聚糖酶, 培养基组分, 发酵条件

Abstract:

The purpose of this research is to increase the mannanase production of Lactobacillus casei HDS-01 isolated from the fermentation liquid of pickled Chinese cabbage and lay a foundation for the separation, purification and industrial production of mannanase. The single factor experiment was carried out by setting different medium components and fermentation conditions based on MRS. Mannanase activity and L.casei HDS-01 growth were measured by DNS method and flat colony counting method, respectively. The results showed that the optimum condition for mannanase production by L. casei HDS-01 is: 0.8% pectin as optimum carbon source, 0.2% yeast extract and ammonium nitrate as optimum nitrogen source, 0.2% ammonium citrate, 0.1% dipotassium hydrogenphosphate and 0.9% sodium acetate as inorganic salts; 100 mL /250 mL liquid loading, 7% inoculation, 37℃ culture temperature and initial pH value of 5.5. Under the optimal condition, after 36 h of shaking at a speed of 140 r/min, the enzyme activity could reach 72.7±0.30 U/mL, which is 6.51 times higher than that before optimization.

Key words: Lactobacillus casei, lactic acid bacteria, mannanase, medium component, fermentation condition

中图分类号:

Q935

张鑫, 王瑶, 姜静, 赵丹. 干酪乳杆菌(Lactobacillus casei) HDS-01产甘露聚糖酶条件研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(29): 78-86.

Zhang Xin, Wang Yao, Jiang Jing, Zhao Dan. Mannanase Production by Lactobacillus casei HDS-01: Condition Study[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(29): 78-86.

图/表 9

图1. 碳源种类(A)及果胶浓度(B)对L. casei HDS-01产甘露聚糖酶及生长的影响

图2. 有机氮源种类(A)及酵母提取物浓度(B)对L. casei HDS-01产甘露聚糖酶及生长的影响

图3. 无机氮源种类(A)及硝酸铵浓度(B)对L. casei HDS-01产甘露聚糖酶及生长的影响

图4. 柠檬酸铵(A)、K2HPO4(B)及乙酸钠(C)对L. casei HDS-01产甘露聚糖酶及生长的影响

图5. 装液量(A)及接种量(B)对L. casei HDS-01产甘露聚糖酶及生长的影响

图6. 温度(A)及摇床转速(B)对L. casei HDS-01产甘露聚糖酶及生长的影响

图7. 葡萄糖(A)及初始pH值(B)对L. casei HDS-01产甘露聚糖酶及生长的影响

图8. 碳氮比对L. casei HDS-01产甘露聚糖酶及生长的影响

因素种类及水平	酶活力/(U/mL)	优化倍数	多重比较结果
碳氮比：4:1	72.7±0.30	6.51	A
0.2%硝酸铵	67.2±0.12	5.92	B
7%接种量	65.7±0.05	5.77	C
1.0%葡萄糖	64.4±0.39	5.63	C
培养基初始pH 5.5	50.6±0.58	4.21	C
摇床转速：140 r/min	44.2±0.40	3.55	DE
培养温度：37℃	42.4±0.64	3.37	E
装液量：100 mL/250 mL	40.9±0.22	3.22	EF
0.9%乙酸钠	38.7±0.88	2.98	F
0.1%K₂HPO₄	34.8±0.23	2.58	F
0.2%柠檬酸铵	33.8±0.71	2.48	F
0.2%酵母提取物	32.2±0.30	2.31	F
0.8%果胶	28.1±0.39	1.89	G
对照(MRS)	9.7±0.14	0	G

表1. 不同因素对L. casei HDS-01产酶影响的多重比较结果

参考文献 26

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Mannanase Production by Lactobacillus casei HDS-01: Condition Study

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