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纳豆激酶液体发酵的研究

作　者: 黎婉园
导　师: 陈中；夏枫耿
学　校: 华南理工大学
专　业: 食品工程
关键词: 纳豆菌 纳豆激酶 液体发酵 发酵条件 发酵工艺
分类号: TS201.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
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内容摘要


纳豆激酶(Nattokinase,NK)是由纳豆菌发酵大豆产生的蛋白酶。我国研究人员在纳豆激酶高产菌株的筛选、发酵条件的优化、纳豆激酶的纯化及其酶学性质等方面均进行了研究,并取得一定进展,但从目前的研究情况来看,纳豆激酶的产量仍不高,难以满足需要。本研究以实现纳豆菌液体发酵为目的,取得高产量的纳豆激酶。经紫外诱变处理得到菌株ZN-200815,实验证实ZN-200815不仅发酵液单位酶活力高,而且稳定性好,故选取ZN-200815作为生产菌种,其发酵液单位酶活力为1783u/mL。进行了纳豆激酶发酵生产条件100升罐发酵扩大试验,优选出发酵培养基和最佳发酵条件;在500升发酵罐上进行培养基和培养条件的进一步优化,提高了纳豆激酶的表达量,同时降低了生产成本;对液体发酵纳豆激酶的发酵过程进行调节控制:为了提高纳豆激酶的表达量,根据菌株生长速度的快慢,适当控制其接种量和接种时间。改善温度、pH、供气量及拌搅转速发酵条件等,对诱导剂条件改进,使菌体生长与纳豆激酶表达的诱导相调协。100L和500L中试的发酵液的纳豆激酶酶活力在1926～2417U/mL,平均值分别为2242 U/mL、2238.7U/mL,500L罐的表达效率比50升罐提高了18.7%,分泌到胞外的比率提高15.2%。进行了纳豆激酶分离纯化小试和扩大试验,纯化后的纳豆激酶纯度为92.9%。进行了纳豆激酶冻干粉剂的研制,研究出一套纳豆激酶冷冻干燥工艺。进行了纳豆激酶酶学性质的研究,包括温度、pH、离子及EDTA等对纳豆激酶活性的影响和纳豆激酶的保存稳定性试验。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 引言  10
  1.2 纳豆菌简介  10-12
    1.2.1 纳豆菌在细菌学上定义  10-11
    1.2.2 纳豆菌的形态和生理特征  11
    1.2.3 纳豆菌的作用  11-12
  1.3 纳豆激酶研究进展  12-14
    1.3.1 技术发展现状和趋势  12-13
    1.3.2 国内外同类产品和技术情况  13-14
    1.3.3 项目特色  14
    1.3.4 市场预测和发展趋势  14
  1.4 研究主要内容和意义  14-16
第二章 纳豆菌种的复壮、改良和优化  16-26
  2.1 材料  16-17
    2.1.1 菌种  16
    2.1.2 试剂  16
    2.1.3 仪器设备  16-17
  2.2 方法  17-25
    2.2.1 纳豆激酶酶活力测定方法  17
    2.2.2 复壮方法  17-18
    2.2.3 改良和优化方法  18-19
    2.2.4 鉴定方法  19-20
    2.2.5 结果与分析  20-23
    2.2.6 鉴定结果  23-25
  2.3 本章小结  25-26
第三章 纳豆激酶50L 发酵工艺条件优化  26-31
  3.1 试验材料  26
  3.2 试验结果  26
  3.3 50L 罐发酵放大试验  26-29
    3.3.1 主要设备和仪器  26-27
    3.3.2 主要原料和试剂  27
    3.3.3 研究采用的工艺路线为  27-28
    3.3.4 试验方法  28-29
  3.4 结果和讨论  29-30
  3.5 本章小结  30-31
第四章 100L 和500L 罐发酵扩大试验  31-34
  4.1 试验方法  31
    4.1.1 100L 和500L 发酵培养基的优化  31
    4.1.2 100L 和500L 发酵培养条件的优化  31
  4.2 结果和讨论  31-33
    4.2.1 100L 和500L 发酵培养基优化结果  31-32
    4.2.2 发酵前期24h 内未补加葡萄糖与补加葡萄糖的产酶比较  32
    4.2.3 接种量对发酵酶活力的影响  32-33
  4.3 本章小结  33-34
第五章 纳豆激酶的分离纯化和冻干粉制备  34-45
  5.1 材料与方法  34-36
    5.1.1 材料与试剂  34
    5.1.2 测定方法  34
    5.1.3 电泳方法  34
    5.1.4 分离纯化方法  34-35
    5.1.5 纳豆激酶冻干试验方法  35-36
    5.1.6 纳豆激酶酶学性质研究试验方法  36
  5.2 结果与讨论  36-44
    5.2.1 硫酸铵盐析结果  36
    5.2.2 DEAE-Sepharose Fast Flow 层析  36-37
    5.2.3 CM-Sepharose Fast Flow 层析  37
    5.2.4 Penpyl- Sepharose Cl-48 层析  37
    5.2.5 优化的分离纯化步骤  37-39
    5.2.6 电泳结果分析  39
    5.2.7 纳豆激酶分离纯化扩大试验  39-40
    5.2.8 纳豆激酶冻干粉研制试验  40-41
    5.2.9 纳豆激酶酶学性质研究试验结果  41-44
  5.3 本章小结  44-45
结论与展望  45-46
  一、结论  45
  二、创新点  45
  三、展望  45-46
参考文献  46-52
攻读硕士学位期间取得的研究成果  52-53
致谢  53-54
附件  54

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 一般性问题 > 基础科学 > 食品化学 > 酶
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