PS0312菌株發(fā)酵產(chǎn)淀粉酶及溫度與pH值對(duì)酶活力的影響

張 鏡，李煒東，肖瓊娜

(1.嘉應(yīng)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，廣東 梅州 514015；2.梅州市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測所，廣東 梅州 514072)

PS0312菌株發(fā)酵產(chǎn)淀粉酶及溫度與pH值對(duì)酶活力的影響

張 鏡1，李煒東2，肖瓊娜1

(1.嘉應(yīng)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，廣東 梅州 514015；2.梅州市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測所，廣東 梅州 514072)

PS0312菌株是具有特殊生物學(xué)特性的青霉菌株。以三角瓶固體培養(yǎng)研究不同條件與菌株產(chǎn)淀粉酶的關(guān)系，以及溫度與pH值對(duì)酶活力的影響。結(jié)果表明：PS0312菌株以麩皮30.04%、大豆餅粉3.70%、谷殼3.70%及55.56%蒸餾水組成的培養(yǎng)基固體發(fā)酵濕麩曲淀粉酶產(chǎn)量最高。單因子試驗(yàn)結(jié)果表明：以培養(yǎng)基pH3、108個(gè)/mL的種子液接種量1.85%、培養(yǎng)溫度28℃、培養(yǎng)時(shí)間96h產(chǎn)淀粉酶量最大。PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶在pH2.0～10.0內(nèi)具較高活性，酶活大小與pH值的關(guān)系成雙峰形；pH3的條件下酶活性最高，相對(duì)酶活100%；pH9的條件下酶活次之，相對(duì)酶活84.98%。酶反應(yīng)最適溫度為60℃，90℃條件下相對(duì)酶活為39.06%。研究表明：PS0312菌株發(fā)酵產(chǎn)淀粉酶是一種在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿條件下都具有較高的酶活性和耐高溫的特殊的酸性、中溫淀粉酶，可在較寬的溫度與pH值范圍下應(yīng)用。

PS0312菌株；青霉屬；固體發(fā)酵；淀粉酶

淀粉酶廣泛應(yīng)用于食品、發(fā)酵、紡織、造紙業(yè)、分析化學(xué)、制藥業(yè)和化學(xué)藥品工業(yè)等，是產(chǎn)量最大的一類酶制劑，占酶制劑市場份額約25%[1-4]。其中主要是中性α-淀粉酶，因其酸性與堿性條件下酶活不高，已不能滿足相關(guān)行業(yè)發(fā)展的要求。酸性α-淀粉酶的最適pH4～5，在pH2下仍保持較高的酶活力，可以在低pH值條件下液化淀粉，用于酸性條件下淀粉原料的加工，如燒酒和高麥芽糖漿的生產(chǎn)等[5-6]。酸性α-淀粉酶可與糖化酶一起協(xié)同水解淀粉質(zhì)原料可簡化生產(chǎn)工藝、降低環(huán)境污染，用于開發(fā)適合于胃酸性環(huán)境(pH2.0 左右)的消化助劑，具有突出的醫(yī)療效果，亦可用于動(dòng)物飼料、發(fā)酵飲料等[7-11]。中溫酸性α-淀粉酶的最適溫度在40～60℃，水解淀粉無需高溫可節(jié)約能量[12]。堿性淀粉酶的最適pH8～9與多數(shù)洗滌劑的pH值范圍相近，已大量用于洗滌工業(yè)中，是繼基礎(chǔ)洗滌劑中加入蛋白酶后的第二類酶制劑，還用于醫(yī)藥、淀粉水解、分析化學(xué)、紡織等[13-14]。

從廣東省梅州市內(nèi)采集土樣分離獲得的PS0312青霉菌株(Penicillium sp.)，耐強(qiáng)酸和強(qiáng)堿環(huán)境，在pH2～10內(nèi)均能生長，在pH3的條件下生長最快，在pH8～9下次之，pH4～7內(nèi)生長速率較低，生長速率與pH值關(guān)系曲線呈“雙峰形”[15]。菌株產(chǎn)淀粉酶的活性與pH值的關(guān)系亦與生長速率與pH值的關(guān)系相近，此酶具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。研究PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的條件以及酶活與pH值及溫度的關(guān)系，旨在為其開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 菌種來源

從土樣中分離、純化獲得PS0312菌株，菌種由嘉應(yīng)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室保藏。

1.2 試劑與儀器

葡萄糖、3,5-二硝基水楊酸、磷酸氫二鈉、檸檬酸、氫氧化鈉、可溶性淀粉等均為分析純。

FAII604A電子分析天平 上海精天電子儀器廠；NU-440-400E生物安全柜 美國紐艾公司；U-2800紫外-可見分光光度計(jì) 日本日立公司；SS-325立式高壓蒸汽滅菌鍋 日本多美公司；PHs-3C pH計(jì) 上海智光儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 種子液制備

按常規(guī)方法制備PDA培養(yǎng)基[16]，PS0312菌種接于PDA斜面，28℃恒溫培養(yǎng)120h后再次轉(zhuǎn)接至PDA斜面，28℃恒溫培養(yǎng)144h備用。以無菌水洗下斜面分生孢子，調(diào)孢子濃度為108個(gè)/mL為種子液。

1.3.2 培養(yǎng)基制備與菌株固體發(fā)酵

將培養(yǎng)基各成分加入三角瓶(250mL，下同)內(nèi)混勻，60℃水浴1h，121℃滅菌60min，冷卻后接入種子液，設(shè)定條件下靜置培養(yǎng)，每24h內(nèi)定時(shí)攪拌麩曲4次。

1.3.3 淀粉酶活力測定

準(zhǔn)確稱取適量濕麩曲，加入10倍蒸餾水或緩沖液、室溫浸泡4h，充分?jǐn)嚢瑁?500r/min離心20min，取上清液定溶為粗酶液。以稍修改的DNS法測定粗酶液α-淀粉酶活力[17]，實(shí)驗(yàn)制作的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程(R2=0.9995)線性范圍0～0.5mg/mL。酶液以pH4.4、60℃下1min水解可溶性淀粉產(chǎn)生葡萄糖1mg為1個(gè)酶活力單位(U)。

1.3.4 培養(yǎng)基附加氮源對(duì)菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

稱取麩皮10g、谷殼1g及15mL蒸餾水加入三角瓶內(nèi)，分別加入大豆餅粉或花生餅粉，滅菌冷卻后接種子液0.5mL，攪勻，28℃培養(yǎng)120h，準(zhǔn)確稱取適量濕麩曲，制備粗酶液，測定濕麩曲α-淀粉酶酶活。

1.3.5 培養(yǎng)基加水量對(duì)菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

準(zhǔn)確稱取大豆餅粉1g、麩皮10g及谷殼1g(簡稱基礎(chǔ)培養(yǎng)基)裝入三角瓶，分別加不同體積蒸餾水，滅菌冷卻后接種子液0.5mL，28℃培養(yǎng)120h，稱取適量濕麩曲制備粗酶液，測定濕麩曲α-淀粉酶酶活。

1.3.6 培養(yǎng)溫度對(duì)菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

在裝基礎(chǔ)培養(yǎng)基的三角瓶內(nèi)加入蒸餾水15mL，滅菌冷卻后分別接種子液0.5mL，不同溫度下培養(yǎng)120h，取樣測定濕麩曲α-淀粉酶酶活。

1.3.7 培養(yǎng)時(shí)間與菌株產(chǎn)淀粉酶的關(guān)系

在裝基礎(chǔ)培養(yǎng)基的三角瓶內(nèi)加入蒸餾水15mL，滅菌冷卻后接種子液0.5mL，28℃恒溫培養(yǎng)，定時(shí)取樣測定濕麩曲α-淀粉酶酶活。

1.3.8 接種量對(duì)菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

在裝基礎(chǔ)培養(yǎng)基的三角瓶內(nèi)加入14.75、14.5、14、13mL的蒸餾水，滅菌冷卻后分別接種子液0.25、0.5、1、2mL(對(duì)應(yīng)的接入量體積分?jǐn)?shù)分別為0.9%、1.8%、3.6%、7.3%)，28℃培養(yǎng)120h，取樣測定濕麩曲α-淀粉酶酶活。

1.3.9 培養(yǎng)基pH值對(duì)菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

在裝基礎(chǔ)培養(yǎng)基的三角瓶內(nèi)分別加不同pH值的緩沖液15mL，滅菌冷卻后接種子液0.5mL，28℃恒溫培養(yǎng)120h，取樣測定濕麩曲α-淀粉酶酶活。

1.3.10 pH值對(duì)菌株產(chǎn)淀粉酶酶活力的影響

稱取適量濕麩曲，分別加入10倍質(zhì)量體積不同pH值的緩沖液，制備粗酶液，以相應(yīng)的pH值緩沖液及60℃條件下測定淀粉酶酶活。

1.3.12 溫度對(duì)菌株產(chǎn)淀粉酶酶活力的影響

稱取適量濕麩曲，分別加入pH 3.0的磷酸緩沖液制備粗酶液，將酶液與可溶性淀粉不同溫度下反應(yīng)，測定相應(yīng)條件下淀粉酶的酶活。

1.3.13 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)3次重復(fù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以SPSS 10.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以 LSR 法進(jìn)行差異顯著性比較，以Excel 2003作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 附加氮源對(duì)PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

圖1 外加氮源與PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的關(guān)系Fig.1 Effects of the type and amount of nitrogen source on amylase production

菌株于含大豆餅粉作為附加氮源配制的培養(yǎng)基上28℃培養(yǎng)120h，由圖1可知，隨著培養(yǎng)基中大豆餅含量的增加麩曲中淀粉酶的酶量逐漸降低，含3.7%大豆餅粉培養(yǎng)基的麩曲酶活為512U/g，產(chǎn)酶量最大，培養(yǎng)基大豆餅粉含量11.1%的麩曲酶量最低，將前者下降15.04%。相反，菌株以含花生餅粉的培養(yǎng)基培養(yǎng)，麩曲淀粉酶酶量隨花生餅粉含量的增加而增大，含11.1%花生餅粉培養(yǎng)基麩曲的酶量較含3.7%花生餅粉培養(yǎng)基麩曲的酶活高21.35%，但比含3.7%大豆餅培養(yǎng)基麩曲的酶量低13.09%，而含3.7%花生餅粉麩曲的酶活則較3.7%大豆餅培養(yǎng)基麩曲的酶活低31.64%。實(shí)驗(yàn)表明添加花生餅粉氮源物質(zhì)不僅可顯著提高淀粉酶的產(chǎn)量，而且花生餅粉的用量低。韓科等[18]以麩皮為主要成分的固體培養(yǎng)基發(fā)酵米曲酶菌株，結(jié)果附加5%大豆餅粉的麩曲淀粉酶酶活比加等量花生餅粉麩曲酶活僅高14.6%。

2.2 加水量對(duì)PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

菌株于不同加水量的培養(yǎng)基上28℃培養(yǎng)120h后濕麩曲的淀粉酶活力見圖2。菌株在加水量為55.6%的培養(yǎng)基產(chǎn)酶量最高，濕麩曲酶活為470.67U/g，統(tǒng)計(jì)分析得知酶活與其余加水量培養(yǎng)基上培養(yǎng)的淀粉酶活差異極顯著(P＜0.001)。含水量低的培養(yǎng)基活性水不足，菌株生長受到抑制，當(dāng)增大含水量時(shí)產(chǎn)酶量提高顯著，含水量高于55.6%不利培養(yǎng)基內(nèi)的通氣，影響菌株的正常生長與產(chǎn)酶，麩曲的酶活力不高。培養(yǎng)觀察發(fā)現(xiàn)在含水量55.6%的培養(yǎng)基上菌株生長的延滯期較短、培養(yǎng)基上菌絲體茂盛。

劉永樂[19]對(duì)一黑曲霉菌株固體發(fā)酵，以含水量50%培養(yǎng)基(麩皮:水質(zhì)量比1:1)麩曲的產(chǎn)淀粉酶量最大，含水量達(dá)54.5%時(shí)其產(chǎn)酶量顯著下降。本研究以培養(yǎng)基中添加3.7%谷殼，可提高培養(yǎng)基的通透性與增加菌株生長的表面積，因而以培養(yǎng)基含水量55.6%的麩曲的酶量最大，而且培養(yǎng)基中添加極廉價(jià)谷殼可減少成分的使用量，可降低培養(yǎng)基成本。

圖2 加水量與PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的關(guān)系Fig.2 Effect of the amount of water added to the solid medium on amylase production

2.3 培養(yǎng)溫度對(duì)PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

圖3 培養(yǎng)溫度與PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的關(guān)系Fig.3 Effect of culture temperature on amylase production

由圖3可知，菌株在不同溫度下固體發(fā)酵后，以28℃培養(yǎng)溫麩曲的淀粉酶酶量最大，酶活為498.18U/g，32℃培養(yǎng)的麩曲的淀粉酶量次之，酶活436U/g。20℃培養(yǎng)溫麩曲的淀粉酶酶量最低，濕麩曲的酶活僅為179.55U/g，比36℃培養(yǎng)的酶活低43.35%，差異極顯著。PS0312菌株固體培養(yǎng)產(chǎn)淀粉酶的最適與黑曲霉菌株AS-Y相近，但PS0312菌株耐高溫性更佳，36℃培養(yǎng)麩曲的淀粉酶相對(duì)酶量達(dá)到59.94%，顯著高于黑曲霉AS-Y菌株高溫條件下的產(chǎn)酶量[19]。培養(yǎng)觀察發(fā)現(xiàn)20℃培養(yǎng)菌株的生長很差、延滯期較長，36℃培養(yǎng)菌株對(duì)數(shù)生長期較短，28℃培養(yǎng)菌株的生長狀況良好。

2.4 培養(yǎng)時(shí)間對(duì)PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

由圖4可知，菌株28℃培養(yǎng)48h及以后每24h取樣測定濕麩曲的淀粉酶活力，結(jié)果培養(yǎng)96h及120h麩曲的酶活最高，分別為533.65U/g及548.53U/g，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明兩者間的差異不顯著。培養(yǎng)144h濕麩曲的淀粉酶酶活力僅為429.60U/g，與96h及120h培養(yǎng)的濕麩曲的酶活差異極顯著(P＜0.01)。結(jié)果表明菌株培養(yǎng)96h濕麩曲淀粉酶酶活最高，培養(yǎng)144h酶活降低可能是已產(chǎn)生的淀粉酶被蛋白酶分解，或是受菌株代謝產(chǎn)物增加的影響使酶的活力下降。觀察發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)時(shí)間48～72h時(shí)，培養(yǎng)基表面上逐漸出現(xiàn)白色菌絲；96～120h時(shí)培養(yǎng)基表面長出少量孢子，菌株處于穩(wěn)定期，菌絲體量達(dá)到最大值，并有少量的色素產(chǎn)出；120h后，培養(yǎng)基表面長出大量孢子，菌株進(jìn)入衰亡期。

圖4 培養(yǎng)時(shí)間與PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的關(guān)系Fig.4 Effect of culture time on amylase production

2.5 接種量對(duì)PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的影響

圖5 接種量與PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的關(guān)系Fig.5 Effect of inoculum size on amylase production

由圖5可知，接種量1.8%的產(chǎn)淀粉酶量最高，酶活541.36U/g；接種量7.3%的濕麩曲的淀粉酶的酶量最低，酶活412.76U/g。而接種量1.8%的酶活與其余3個(gè)接種量濕麩曲酶活差異的極顯著(P＜0.001)。結(jié)果表明：固體發(fā)酵1.8%的接種量對(duì)菌株產(chǎn)淀粉酶最有利，低于或高于1.8%的接種量都不利于菌株產(chǎn)淀粉酶，尤其是高接種量不僅不會(huì)隨接種量的增大而增加產(chǎn)酶量，反而使酶產(chǎn)量顯著下降。

較大接種量大可縮短微生物發(fā)酵前期的繁殖時(shí)間，形成生產(chǎn)菌的優(yōu)勢。接種量過大則會(huì)引起菌絲大量繁殖，使單位體積內(nèi)的養(yǎng)料和溶氧不足，干擾正常代謝[20]?；蚩赡芫z生長過快產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物過多而影響了淀粉酶的產(chǎn)生。接種量過低則發(fā)酵中菌株生長進(jìn)入平穩(wěn)期所需的時(shí)間較長，培養(yǎng)120h淀粉酶的累積尚未最大值。

2.6 培養(yǎng)基pH值對(duì)PS0312菌株淀粉酶活力的影響

由圖6可知，PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的pH值范圍很寬，培養(yǎng)基pH2～12都能產(chǎn)生淀粉酶，其中以在pH3.0的培養(yǎng)基上培養(yǎng)的酶量最高(621.88U/g)，pH9.0培養(yǎng)基上培養(yǎng)的酶量次之(517.26U/g)，pH7.0培養(yǎng)基培養(yǎng)的酶量(240.84U/g)為兩者間的最低值，產(chǎn)酶量與pH值的關(guān)系呈雙峰型曲線，且與菌株平板培養(yǎng)pH值與生長速率的關(guān)系基本一致[15]，此外菌株在pH2及pH11的培養(yǎng)基上培養(yǎng)的產(chǎn)酶分別為pH3培養(yǎng)基培養(yǎng)的63.77%與26.25%。微生物固體發(fā)酵較易污染菌，而PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶最適pH3強(qiáng)酸性條件，此pH值條件下進(jìn)行菌株產(chǎn)淀粉酶的固體發(fā)酵則具抑制多數(shù)雜菌生長的效果，染菌機(jī)率相對(duì)較低。文獻(xiàn)表明不論是產(chǎn)酸性、中性或是堿性淀粉酶的微生物發(fā)酵，培養(yǎng)基的pH值與淀粉酶的酶產(chǎn)量的關(guān)系都系單峰形[21-22]，而未見有與PS0312菌株呈雙峰形的類似報(bào)道。

圖6 培養(yǎng)基pH值與PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶的關(guān)系Fig.6 Effect of medium pH on amylase production

2.7 緩沖液pH值對(duì)淀粉酶活力的影響

圖7 緩沖液pH值對(duì)PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶活性的影響Fig.7 Effect of pH on amylase activity

固體培養(yǎng)的麩曲以不同pH值的緩沖液制備粗酶液，相應(yīng)pH值緩沖液測定淀粉酶酶活。由圖7可知，淀粉酶在pH3.0緩沖液內(nèi)的酶活最高，相對(duì)酶活定為100%，與其余pH值緩沖液中淀粉酶的酶活差異極顯著(P＜0.001)。淀粉酶pH 4.0～7.0條件下淀粉酶的活性逐漸下降，在pH7.0下的相對(duì)酶活為41.90%。菌株產(chǎn)淀粉酶在pH2.0緩沖液中的相對(duì)酶活達(dá)54.73%，當(dāng)pH9.0的相對(duì)酶活為84.98%，為第二高峰，pH＞10.0下的酶活再次速率下降。結(jié)果表明：菌株所產(chǎn)淀粉酶不僅是典型的酸性淀粉酶，而且在堿性條件下仍具較高的活性，即pH值與PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶活性的關(guān)系呈雙峰形。pH值與PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶量的關(guān)系與pH值與菌株產(chǎn)的關(guān)系基本一致，也與pH與該菌株在瓊脂平板上的生長速率的關(guān)系基本一致[15]。陳遠(yuǎn)釗[23]報(bào)道一水生假絲酵母菌株產(chǎn)酸性α-淀粉酶的最適pH4.0，pH2.0時(shí)相對(duì)酶活為48%，但當(dāng)pH8.0時(shí)相對(duì)酶活不足20%。陳波等[24]報(bào)道一微生物菌株產(chǎn)酸性α-淀粉酶的最適pH值為4.4，而堿性條件的酶活極低，在pH接近8.0時(shí)的相對(duì)酶活僅約20%，均未見pH值與淀粉酶酶活力呈雙峰形關(guān)系的文獻(xiàn)報(bào)道，且多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道微生物酸性α-淀粉酶的最適pH4～5[25-26]，高于PS0312菌株淀粉酶最高酶活力的pH值，PS0312菌株的淀粉酶可在更酸的條件使用。另外，PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶在堿性條件的相對(duì)酶活較高，又可在堿性條件下，比其他酸性淀粉酶的應(yīng)用范圍更寬。

2.8 溫度對(duì)淀粉酶活力的影響

以pH3.0緩沖液制備菌株麩曲淀粉酶粗酶液，不同溫度下測定酶活，結(jié)果見圖8。PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶在30～60℃內(nèi)隨溫度升高酶活相應(yīng)增大，60℃下的酶活最高，相對(duì)酶活定為100%。當(dāng)溫度為65℃的酶活下降4.26%，與60℃下的酶活差異顯著(P＜0.05)，而大于65℃下的酶活迅速下降，但在80℃與90℃下時(shí)的相對(duì)酶活仍分別達(dá)63.79%及41.62%。結(jié)果表明，PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶為中溫性淀粉酶，但對(duì)高溫具有較強(qiáng)的耐熱性。陳波等[24]報(bào)道一微生物菌株產(chǎn)酸性α-淀粉酶反應(yīng)的最適溫度為60℃，當(dāng)溫度升至80℃時(shí)的相對(duì)酶活低于50%。胡元森[27]報(bào)道芽孢桿菌菌株產(chǎn)酸性淀粉酶酶活45℃時(shí)最大，超過55℃酶酶活急劇下降, 80℃時(shí)的酶活力約為20%。

圖8 溫度對(duì)PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶活性的影響Fig.8 Effect of temperature on amylase activity

3 結(jié) 論

PS0312菌株固體發(fā)酵產(chǎn)淀粉酶，制備培養(yǎng)基的初始含水量55.56%、培養(yǎng)基pH3、以濃度為108個(gè)/mL的孢子懸浮液接種的接種量1.8%、培養(yǎng)溫度28℃、培養(yǎng)96h淀粉酶量大、酶活最高。

PS031 2菌株產(chǎn)淀粉酶系耐高溫中溫性淀粉酶。PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶酶活最高溫度為60℃，為中性淀粉酶，生產(chǎn)應(yīng)用可以節(jié)約能量、降低產(chǎn)品的生長成本[7]。且在30℃與90℃下的相對(duì)酶活均較高，可以在較大的溫度范圍內(nèi)使用。陳波等[21]報(bào)道一野生型青霉菌株產(chǎn)酸性α-淀粉酶當(dāng)溫度高于70℃的酶活迅速下降，80℃下的相對(duì)酶活小于50%，PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶80℃的相對(duì)酶活達(dá)63.79%。

PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶堿性條件下具高活性的酸性淀粉酶。目前報(bào)道的微生物酸性與堿性淀粉酶適宜pH值范圍較窄[23-24,28-29]，其生產(chǎn)應(yīng)用都有一定的限制。PS0312菌株產(chǎn)淀粉酶活性在pH2～10的范圍內(nèi)均具較高活，其中以pH3的活性最大，但pH9.0的相對(duì)酶活力達(dá)84.98%，是開發(fā)酸性及堿性條件都適用的特殊淀粉酶重要的微生物資源。

開發(fā)菌株產(chǎn)淀粉酶有待進(jìn)一步提高菌株的產(chǎn)酶量。本研究所用菌株為從土樣分離獲得的野生型菌株，野生型菌株發(fā)酵生產(chǎn)的目的產(chǎn)物的產(chǎn)量有限，有待通過誘變育種獲得高產(chǎn)突變菌株，或構(gòu)建高效表達(dá)的基因工程菌后方可作為工程菌用于產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。

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Amylase from Penicillium sp. Strain PS031: Fermentation Conditions and Optimal Reaction Temperature and pH

ZHANG Jing1，LI Wei-dong2，XIAO Qiong-na1
(1. School of Life Sciences, Jiaying University, Meizhou 514015, China；2. Guangdong Meizhou Supervision Testing Institute of Quality and Metrology, Meizhou 514072, China)

The strain PS03 isolated from oil and preserved in our laboratory, which was a special bioactive strain belonging to the family of Penicillium sp., was solid-state cultured in a triangular flask to produce amylase in this work. The effects of medium composition and culture conditions on the production of amylase were examined. PS03 cultured in the medium consisting of 30.04% wheat bran, 3.70% soybean meal powder, 3.70% rise hull and 55.56% distilled water gave the highest amylase production. The optimal culture conditions were determined through single factor experiments to be: initial medium pH 3; the amount of the inoculated seed (containing108conidia/mL), 1.85%; culture temperature, 28 ℃; and culture time, 96 h. In addition,the crude enzyme solution obtained under the above conditions was sampled to determine optimal pH and temperature for the reaction of this enzyme. The amylase from PS03 showed high activity in a pH range between 2.0 and 10.0. The relationship between enzyme activity and pH was a double peak-shaped curve. The highest peak of enzyme activity was observed at pH 3,with 100% relative activity, and the peak of enzyme activity appearing at pH 9 was lower, indicating a relative activity of 84.98%.The optimal reaction temperature of this enzyme was 60 ℃, and the relative activity at 90 ℃ was 39.06%. It can be concluded through this study that the amylase produced by PS03 is a special acidic middle-temperature amylase having good tolerance to strong alkaline and acidic conditions as well as high temperature.

strain PS0312；Penicillium sp.；solid fermentation；amylase

Q55

A

1002-6630(2010)23-0294-06

2010-09-24

張鏡(1957—)，男，教授，碩士，主要從事天然產(chǎn)物與應(yīng)用微生物研究。E-mail：zhangcqf@jyu.edu.cn