基于响应曲面法优化贵州木霉NJAU4742产胞外木聚糖酶的研究

• 作者: 刘东阳 孟晓慧 朱瀚 李托 沈其荣 郜普源 黄启为
• 来源期刊: 南京农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 贵州木霉 木质纤维素 木聚糖酶 优化 响应曲面
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 生物与环境
• 页码范围: 98-107
• 页数: 10页
• 分类号: S154.3
• 字数: 7509字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7685/jnau.201904016

摘要

[目的]本研究旨在通过响应曲面法优化生物肥功能菌贵州木霉NJAU4742液体发酵过程中产胞外木聚糖酶的参数,为生产木霉固体菌种及其生物有机肥提供理论依据.[方法]采用单因子试验,获得不同单因子对菌株产胞外木聚糖的影响;利用Minitab 15.0软件设计Plackett-Burman试验并对试验结果进行分析,选出核心因子;再利用响应曲面法( response surface methodology)设计Box-Behnken试验完成核心因子的优化,并结合Design Expert 10.0软件分析试验数据,最终得出菌株产木聚糖酶的最佳条件;在最佳条件下,利用凝胶电泳分析胞外蛋白条带差异并测定蛋白含量.[结果]单因子试验结果表明:尿素与氯化钙含量、培养基初始pH值、温度、培养时间对菌株产木聚糖酶影响比较大,尿素和氯化钙最佳含量分别为0.25 g·L-1、0.40 g·L-1,最佳初始pH值3.0、培养温度28℃、培养时间7 d.响应曲面优化试验确定尿素添加量、氯化钙添加量、初始pH值和磷酸二氢钾添加量为影响菌株产胞外木聚糖酶的核心因子,并确定液体发酵主要参数:尿素0.29 g·L-1、氯化钙0.35 g·L-1、磷酸二氢钾2.12 g·L-1、初始pH值3.16、培养温度28℃、培养时间7 d、孢子接种量1.0×105CFU·mL-1.凝胶电泳结果表明,发酵条件优化后部分区域蛋白含量明显增加. [结论]发酵过程参数优化后贵州木霉NJAU4742产胞外木聚糖酶活性达到19.86 U·mL-1,比没有优化前提高1.25倍,菌株胞外蛋白含量比原始培养条件培养提高1.50倍.