 
 中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (9): 115-122.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0358
        
               		潘冬梅1( ), 张心青1, 杨传伦1, 田杰伟1, 王红霞1, 杨丹丹1, 郭南南1, 于帅帅1, 韩立霞1, 马春峰1, 部丽群2, 蔡倩倩1, 郭中瑞1
), 张心青1, 杨传伦1, 田杰伟1, 王红霞1, 杨丹丹1, 郭南南1, 于帅帅1, 韩立霞1, 马春峰1, 部丽群2, 蔡倩倩1, 郭中瑞1
                  
        
        
        
        
    
收稿日期:2022-05-15
									
				
											修回日期:2022-08-15
									
				
									
				
											出版日期:2023-03-25
									
				
											发布日期:2023-03-23
									
			作者简介:潘冬梅,女,1981年出生,高级工程师,硕士,研究方向:食品微生物。通信地址:256500 山东省滨州市博兴县黄河三角洲京博化工研究院有限公司,Tel:0543-2874092,E-mail:149990764@qq.com。
基金资助:
        
               		PAN  Dongmei1( ), ZHANG  Xinqing1, YANG  Chuanlun1, TIAN  Jiewei1, WANG  Hongxia1, YANG  Dandan1, GUO  Nannan1, YU  Shuaishuai1, HAN  Lixia1, MA  Chunfeng1, BU  Liqun2, CAI  Qianqian1, GUO  Zhongrui1
), ZHANG  Xinqing1, YANG  Chuanlun1, TIAN  Jiewei1, WANG  Hongxia1, YANG  Dandan1, GUO  Nannan1, YU  Shuaishuai1, HAN  Lixia1, MA  Chunfeng1, BU  Liqun2, CAI  Qianqian1, GUO  Zhongrui1
			  
			
			
			
                
        
    
Received:2022-05-15
									
				
											Revised:2022-08-15
									
				
									
				
											Online:2023-03-25
									
				
											Published:2023-03-23
									
			摘要:
旨在提高纳豆激酶发酵水平,扩大其作为新型的纤溶药物的生产应用。利用常温室压等离子体(ARTP)技术对一株产纳豆激酶的野生菌株P进行诱变;筛选获得一株具有稳定遗传性能的纳豆激酶优势突变株P501,纳豆激酶活力比野生菌株提高了1.02倍,通过单因素实验、响应面实验对P501产纳豆激酶的发酵培养基进行优化,得到最佳发酵培养基为:葡萄糖30 g/L、玉米粉40 g/L、豆粕粉30 g/L、Na2HPO4 3 g/L、K2HPO4 0.3 g/L、MgSO4 0.6 g/L、CaCl2 0.63 g/L、丝氨酸0.07 g/L、豆油0.61 g/L,经过验证实验,纳豆激酶活力最高为9691 Fu/mL,较基础发酵培养基提高了6.68倍。
潘冬梅, 张心青, 杨传伦, 田杰伟, 王红霞, 杨丹丹, 郭南南, 于帅帅, 韩立霞, 马春峰, 部丽群, 蔡倩倩, 郭中瑞. 一株高产纳豆激酶菌株的ARTP诱变育种及培养基的优化[J]. 中国农学通报, 2023, 39(9): 115-122.
PAN Dongmei, ZHANG Xinqing, YANG Chuanlun, TIAN Jiewei, WANG Hongxia, YANG Dandan, GUO Nannan, YU Shuaishuai, HAN Lixia, MA Chunfeng, BU Liqun, CAI Qianqian, GUO Zhongrui. A High-yield Nattokinase Strain: ARTP Mutation Breeding and Medium Optimization[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(9): 115-122.
| 符号 | 因子 | 水平/(g/L) | |
|---|---|---|---|
| -1 | +1 | ||
| A | 葡萄糖 | 30 | 45 | 
| B | 玉米粉 | 40 | 60 | 
| C | 豆粕粉 | 30 | 45 | 
| D | Na2HPO4 | 3 | 4.5 | 
| E | K2HPO4 | 0.3 | 0.45 | 
| F | MgSO4 | 0.6 | 0.9 | 
| G | CaCl2 | 0.8 | 1.2 | 
| H | 丝氨酸 | 0.09 | 0.13 | 
| J | 豆油 | 0.4 | 0.6 | 
| 符号 | 因子 | 水平/(g/L) | |
|---|---|---|---|
| -1 | +1 | ||
| A | 葡萄糖 | 30 | 45 | 
| B | 玉米粉 | 40 | 60 | 
| C | 豆粕粉 | 30 | 45 | 
| D | Na2HPO4 | 3 | 4.5 | 
| E | K2HPO4 | 0.3 | 0.45 | 
| F | MgSO4 | 0.6 | 0.9 | 
| G | CaCl2 | 0.8 | 1.2 | 
| H | 丝氨酸 | 0.09 | 0.13 | 
| J | 豆油 | 0.4 | 0.6 | 
| 实验号 | A | B | C | D | E | F | G | H | J | 纳豆激酶活力/(Fu/mL) | 
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 4293 | 
| 2 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 6607 | 
| 3 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 5830 | 
| 4 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | 4168 | 
| 5 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 5598 | 
| 6 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 5451 | 
| 7 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 4806 | 
| 实验号 | A | B | C | D | E | F | G | H | J | 纳豆激酶活力/(Fu/mL) | 
| 8 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 4231 | 
| 9 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 5007 | 
| 10 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 5634 | 
| 11 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 4207 | 
| 12 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 5652 | 
| 实验号 | A | B | C | D | E | F | G | H | J | 纳豆激酶活力/(Fu/mL) | 
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 4293 | 
| 2 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 6607 | 
| 3 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 5830 | 
| 4 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | 4168 | 
| 5 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 5598 | 
| 6 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 5451 | 
| 7 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 4806 | 
| 实验号 | A | B | C | D | E | F | G | H | J | 纳豆激酶活力/(Fu/mL) | 
| 8 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 4231 | 
| 9 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 5007 | 
| 10 | 1 | 1 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 5634 | 
| 11 | -1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 4207 | 
| 12 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 5652 | 
| 因素 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F值 | P值 | 显著性 | 
|---|---|---|---|---|---|---|
| 模型 | 6.878E+006 | 9 | 7.642E+005 | 31.28 | 0.0314 | 显著 | 
| A | 2.987E+005 | 1 | 2.987E+005 | 12.23 | 0.0730 | 不显著 | 
| B | 1.892E+005 | 1 | 1.892E+005 | 7.74 | 0.1085 | 不显著 | 
| C | 3.392E+005 | 1 | 3.392E+005 | 13.88 | 0.0651 | 不显著 | 
| D | 86790.12 | 1 | 86790.12 | 3.55 | 0.2001 | 不显著 | 
| E | 8953.86 | 1 | 8953.86 | 0.37 | 0.6065 | 不显著 | 
| F | 15045.71 | 1 | 15045.71 | 0.62 | 0.5148 | 不显著 | 
| G | 1.285E+006 | 1 | 1.285E+006 | 52.58 | 0.0185 | 显著 | 
| H | 2.475E+006 | 1 | 2.475E+006 | 101.31 | 0.0097 | 显著 | 
| J | 2.180E+006 | 1 | 2.180E+006 | 89.20 | 0.0110 | 显著 | 
| 因素 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F值 | P值 | 显著性 | 
|---|---|---|---|---|---|---|
| 模型 | 6.878E+006 | 9 | 7.642E+005 | 31.28 | 0.0314 | 显著 | 
| A | 2.987E+005 | 1 | 2.987E+005 | 12.23 | 0.0730 | 不显著 | 
| B | 1.892E+005 | 1 | 1.892E+005 | 7.74 | 0.1085 | 不显著 | 
| C | 3.392E+005 | 1 | 3.392E+005 | 13.88 | 0.0651 | 不显著 | 
| D | 86790.12 | 1 | 86790.12 | 3.55 | 0.2001 | 不显著 | 
| E | 8953.86 | 1 | 8953.86 | 0.37 | 0.6065 | 不显著 | 
| F | 15045.71 | 1 | 15045.71 | 0.62 | 0.5148 | 不显著 | 
| G | 1.285E+006 | 1 | 1.285E+006 | 52.58 | 0.0185 | 显著 | 
| H | 2.475E+006 | 1 | 2.475E+006 | 101.31 | 0.0097 | 显著 | 
| J | 2.180E+006 | 1 | 2.180E+006 | 89.20 | 0.0110 | 显著 | 
| 实验号 | CaCl2/(g/L) | 丝氨酸/(g/L) | 豆油/(g/L) | 纳豆激酶活力/(Fu/mL) | 
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.8 | 0.09 | 0.4 | 5631 | 
| 2 | 0.7 | 0.08 | 0.5 | 7349 | 
| 3 | 0.6 | 0.07 | 0.6 | 9476 | 
| 4 | 0.5 | 0.06 | 0.7 | 8389 | 
| 5 | 0.4 | 0.05 | 0.8 | 7528 | 
| 6 | 0.3 | 0.03 | 0.9 | 5092 | 
| 实验号 | CaCl2/(g/L) | 丝氨酸/(g/L) | 豆油/(g/L) | 纳豆激酶活力/(Fu/mL) | 
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.8 | 0.09 | 0.4 | 5631 | 
| 2 | 0.7 | 0.08 | 0.5 | 7349 | 
| 3 | 0.6 | 0.07 | 0.6 | 9476 | 
| 4 | 0.5 | 0.06 | 0.7 | 8389 | 
| 5 | 0.4 | 0.05 | 0.8 | 7528 | 
| 6 | 0.3 | 0.03 | 0.9 | 5092 | 
| 符号 | 因素 | 水平(g/L) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| -1.68 | -1 | 0 | 1 | 1.68 | ||
| A | CaCl2 | 0.432 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.768 | 
| B | 丝氨酸 | 0.0532 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.0868 | 
| C | 豆油 | 0.432 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.768 | 
| 符号 | 因素 | 水平(g/L) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| -1.68 | -1 | 0 | 1 | 1.68 | ||
| A | CaCl2 | 0.432 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.768 | 
| B | 丝氨酸 | 0.0532 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.0868 | 
| C | 豆油 | 0.432 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.768 | 
| 实验号 | A | B | C | 纳豆激酶活力/(Fu/mL) | 
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 9516 | 
| 2 | 0 | 0 | 0 | 9496 | 
| 3 | 0 | 0 | 0 | 9572 | 
| 4 | 1 | 1 | -1 | 5173 | 
| 5 | 1.68 | 0 | 0 | 7334 | 
| 6 | -1 | -1 | -1 | 4138 | 
| 7 | -1.68 | 0 | 0 | 4480 | 
| 8 | 0 | 0 | 1.68 | 5347 | 
| 9 | 0 | 0 | -1.68 | 5872 | 
| 10 | -1 | -1 | 1 | 4894 | 
| 11 | 0 | 0 | 0 | 9468 | 
| 12 | 0 | 0 | 0 | 9523 | 
| 13 | -1 | 1 | 1 | 5015 | 
| 14 | 0 | 1.68 | 0 | 5586 | 
| 15 | -1 | 1 | -1 | 4952 | 
| 16 | 1 | 1 | 1 | 6882 | 
| 17 | 1 | -1 | -1 | 4663 | 
| 18 | 0 | -1.68 | 0 | 4356 | 
| 19 | 1 | -1 | 1 | 6271 | 
| 实验号 | A | B | C | 纳豆激酶活力/(Fu/mL) | 
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 9516 | 
| 2 | 0 | 0 | 0 | 9496 | 
| 3 | 0 | 0 | 0 | 9572 | 
| 4 | 1 | 1 | -1 | 5173 | 
| 5 | 1.68 | 0 | 0 | 7334 | 
| 6 | -1 | -1 | -1 | 4138 | 
| 7 | -1.68 | 0 | 0 | 4480 | 
| 8 | 0 | 0 | 1.68 | 5347 | 
| 9 | 0 | 0 | -1.68 | 5872 | 
| 10 | -1 | -1 | 1 | 4894 | 
| 11 | 0 | 0 | 0 | 9468 | 
| 12 | 0 | 0 | 0 | 9523 | 
| 13 | -1 | 1 | 1 | 5015 | 
| 14 | 0 | 1.68 | 0 | 5586 | 
| 15 | -1 | 1 | -1 | 4952 | 
| 16 | 1 | 1 | 1 | 6882 | 
| 17 | 1 | -1 | -1 | 4663 | 
| 18 | 0 | -1.68 | 0 | 4356 | 
| 19 | 1 | -1 | 1 | 6271 | 
| 方差来源 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F值 | P值 | 显著性 | 
|---|---|---|---|---|---|---|
| 模型 | 7.341E+007 | 9 | 8.156E+006 | 36.17 | <0.0001 | 显著 | 
| A | 5.659E+006 | 1 | 5.659E+006 | 25.09 | 0.0007 | 显著 | 
| B | 1.246E+006 | 1 | 1.246E+006 | 5.52 | 0.0433 | 显著 | 
| C | 7.749E+005 | 1 | 7.749E+005 | 3.44 | 0.0968 | 不显著 | 
| AB | 4341.26 | 1 | 4341.26 | 0.019 | 0.8927 | 不显著 | 
| AC | 7.800E+005 | 1 | 7.800E+005 | 3.46 | 0.0959 | 不显著 | 
| BC | 43580.38 | 1 | 43580.38 | 0.19 | 0.6706 | 不显著 | 
| A2 | 2.224E+007 | 1 | 2.224E+007 | 98.62 | <0.0001 | 显著 | 
| B2 | 3.526 E+007 | 1 | 3.526 E+007 | 156.34 | <0.0001 | 显著 | 
| C2 | 2.606 E+007 | 1 | 2.606 E+007 | 115.54 | <0.0001 | 显著 | 
| 方差来源 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F值 | P值 | 显著性 | 
|---|---|---|---|---|---|---|
| 模型 | 7.341E+007 | 9 | 8.156E+006 | 36.17 | <0.0001 | 显著 | 
| A | 5.659E+006 | 1 | 5.659E+006 | 25.09 | 0.0007 | 显著 | 
| B | 1.246E+006 | 1 | 1.246E+006 | 5.52 | 0.0433 | 显著 | 
| C | 7.749E+005 | 1 | 7.749E+005 | 3.44 | 0.0968 | 不显著 | 
| AB | 4341.26 | 1 | 4341.26 | 0.019 | 0.8927 | 不显著 | 
| AC | 7.800E+005 | 1 | 7.800E+005 | 3.46 | 0.0959 | 不显著 | 
| BC | 43580.38 | 1 | 43580.38 | 0.19 | 0.6706 | 不显著 | 
| A2 | 2.224E+007 | 1 | 2.224E+007 | 98.62 | <0.0001 | 显著 | 
| B2 | 3.526 E+007 | 1 | 3.526 E+007 | 156.34 | <0.0001 | 显著 | 
| C2 | 2.606 E+007 | 1 | 2.606 E+007 | 115.54 | <0.0001 | 显著 | 
| [1] | doi: 10.1007/s00253-013-5052-1 pmid: 23812278 | 
| [2] | 史旭波, 胡大一. 血栓形成与凝血机制及调节[J]. 临床荟萃, 2007, 22(14):989-991. | 
| [3] | 陈伟伟, 高润霖, 刘力生, 等. 《中国心血管病报告 2015》概要[J]. 中国循环杂志, 2015, 31(7):617-622. | 
| [4] | 张宝善, 伍晓红, 陈锦屏. 柿单宁研究进展[J]. 陕西师范大学学报:自然科学版, 2008(1):99-105. | 
| [5] | 徐君驰, 张青林, 徐莉清, 等. 柿果脱涩机理研究新进展[J]. 园艺学报, 2016, 43(9):1653-1664. | 
| [6] | 张海生, 陈锦屏. 柿饼加工中脱涩和反涩机理的研究[J]. 食品工业科技, 2003(12):39-40. | 
| [7] | 杜建明. 柿果实的脱涩机理[J]. 食品科学, 1993(4):17-19. | 
| [8] | doi: 10.1016/j.foodchem.2014.07.094 URL | 
| [9] |  | 
| [10] | 张雪, 张晓菲, 王立言, 等. 常压室温等离子体生物诱变育种及其应用研究进展[J]. 化工学报, 2014, 65(7):2676-2684.  doi: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.07.027 | 
| [11] | doi: 10.1186/s13068-019-1463-2 | 
| [12] | doi: 10.1007/s00253-014-5755-y URL | 
| [13] | doi: 10.1016/j.ijms.2003.11.016 URL | 
| [14] |  | 
| [15] | 崔培梧, 黎继烈, 文蓉, 等. 紫外线诱变青霉P-M1选育柚苷酶高产菌株研究[J]. 北方园艺, 2009(2):42-44. | 
| [16] | doi: 10.1007/s13213-018-1372-9 | 
| [17] | 李勇昊, 姜永生, 周长海, 等. 响应面法优化里氏木霉RutC-30产纤维素酶液体培养基[J]. 中国酿造, 2012(4):29-32. | 
| [18] | 高泽鑫. 高产纳豆激酶菌株的筛选及其酶学稳定性的研究[D]. 贵阳: 贵州大学, 2018. | 
| [19] | 满丽莉, 向殿军. 传统发酵豆制品中纳豆激酶产生菌的筛选及发酵培养基的优化[J]. 中国调味品, 2019, 44(6):44-49,55. | 
| [20] | 张海粟, 王家林, 于江淼. 纳豆激酶的研究及展望[J]. 食品与发酵科技, 2019, 55(4):92-95,111. | 
| [1] | 陈露露, 孟祥河. 酒酿最佳酿造工艺研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(3): 148-155. | 
| [2] | 朱海云, 马瑜, 柯杨, 李勃. 抗猕猴桃细菌性溃疡病蜡样芽孢杆菌MA23培养基及发酵条件优化[J]. 中国农学通报, 2021, 37(7): 112-118. | 
| [3] | 闫佳佳, 万璐, 吴桐, 郑春英. 快速溶剂萃取技术在2种食药用真菌多糖提取中的应用[J]. 中国农学通报, 2021, 37(16): 150-155. | 
| [4] | 黄蒙蒙, 何剑波, 石会玲, 凌宏志, 葛菁萍. Chlorella vulgar HDA04生长条件的初步确立[J]. 中国农学通报, 2021, 37(12): 79-85. | 
| [5] | 刘晓柱,李银凤,赵晓伟,赵燕. 舞茸菌丝体与胞外多糖液体培养基的优化[J]. 中国农学通报, 2017, 33(22): 36-40. | 
| [6] | 刘清术 郭照辉 刘前刚 吴民熙 陈海荣. 响应面法优化巨大芽胞杆菌发酵培养基[J]. 中国农学通报, 2013, 29(18): 142-146. | 
| [7] | 朱杰 刘艺 黄苛 刘洪生 刘艺. 利用虎杖药渣栽培杏鲍菇的培养基优化及菌糠再利用分析[J]. 中国农学通报, 2013, 29(13): 182-186. | 
| [8] | 陈建爱 王同燕 王未名 李志国 裘纪莹 杜方岭. 黄绿木霉T1010适宜的发酵条件分析[J]. 中国农学通报, 2009, 25(18): 348-351. | 
| [9] | 钟海丰1,2,黄宇翔1,2,邓朝生3,江 斌3. 东方百合快繁培养基优化与脱毒技术研究[J]. 中国农学通报, 2009, 25(17): 168-173. | 
| [10] | 杨超英,陶玉贵,徐先炉,叶连斌,汪耀明. 响应面法优化苏云金杆菌固态发酵培养基[J]. 中国农学通报, 2008, 24(7): 69-73. | 
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