卡拉膠酶的發(fā)酵培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件優(yōu)化

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(1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,福建廈門 361021；2.綠新福建食品有限公司,福建漳州 363100；3.福建省海洋功能食品工程技術(shù)研究中心,福建廈門 361021；4.廈門市海洋功能食品重點實驗室,福建廈門 361021)

卡拉膠酶的發(fā)酵培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件優(yōu)化

朱云鵬1,李永幸1,洪清林2,倪輝1,3,郭東旭2,肖安風(fēng)1,3,4,*

(1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,福建廈門 361021；2.綠新福建食品有限公司,福建漳州 363100；3.福建省海洋功能食品工程技術(shù)研究中心,福建廈門 361021；4.廈門市海洋功能食品重點實驗室,福建廈門 361021)

以生物量與卡拉膠酶活為指標(biāo),研究發(fā)酵培養(yǎng)基組成和培養(yǎng)條件對菌株ASY5產(chǎn)卡拉膠酶的影響,優(yōu)化菌株P(guān)seudoalteromonascarrageenovoraASY5產(chǎn)卡拉膠酶的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件,以提高卡拉膠酶的產(chǎn)量。結(jié)果表明,最優(yōu)培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件為:卡拉膠5 g/L,胰蛋白胨5 g/L,NaCl 20 g/L,CaCl20.2 g/L,NaH2PO4·2H2O 1.3 g/L,Na2HPO4·12H2O 3.8 g/L,溫度18 ℃,初始pH為6.5,接種量2%,裝液量70 mL。在優(yōu)化工藝條件下,菌株ASY5的生物量和卡拉膠酶活比初始條件分別提高了80.4%和52.2%,菌株ASY5發(fā)酵產(chǎn)卡拉膠酶的能力大幅度提高。

卡拉膠酶,發(fā)酵培養(yǎng)基,培養(yǎng)條件,工藝優(yōu)化,酶活

卡拉膠是從海藻中提取的一種海藻多糖[1],可作為增稠劑、膠凝劑、乳化劑用于食品[2]及化工行業(yè)[3]中,因其抗病毒、抗凝血等功能[4],也用于醫(yī)藥行業(yè)中。卡拉膠寡糖是卡拉膠的降解產(chǎn)物,具有多種生理活性,且分子量低,易吸收、毒性低,日益被人們重視[5]。

卡拉膠寡糖的制備主要用化學(xué)法,但是反應(yīng)劇烈,不易控制,且產(chǎn)物不單一。而卡拉膠酶能特異性水解卡拉膠生成卡拉膠寡糖,且條件溫和,產(chǎn)物單一,故酶法制備卡拉膠寡糖具有廣闊的應(yīng)用前景[6]。

人們通過菌種選育[7],基因工程改造[8]及發(fā)酵工藝優(yōu)化[9]的方法提高卡拉膠酶的活力。倪敏[10]利用單因素法優(yōu)化菌株Cellulophagasp.QY201發(fā)酵產(chǎn)卡拉膠酶的碳氮源、無機(jī)鹽含量及培養(yǎng)條件,優(yōu)化后的酶活力為優(yōu)化前的3.5倍。彭小珍等[11]通過單因素和正交實驗對施氏假單胞菌產(chǎn)卡拉膠酶的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化,在最佳條件下酶活力比優(yōu)化前提高了80%。王飛飛等[12]采用單因素法對產(chǎn)卡拉膠酶的菌株CellulophagalyticaN5-2進(jìn)行發(fā)酵優(yōu)化,優(yōu)化后,酶活力提高了8.3倍。

目前卡拉膠酶的研究主要集中在產(chǎn)酶菌株的分離及酶學(xué)性質(zhì)方面,但是獲得的卡拉膠酶活性低,穩(wěn)定性差,易受各種金屬離子及蛋白抑制劑的抑制,對卡拉膠底物的親和力差[13]。因此,獲得能夠高效降解卡拉膠的菌株和活性高、穩(wěn)定性好的卡拉膠酶具有重要意義。本實驗室利用以卡拉膠為唯一碳源的培養(yǎng)基分離篩選到一株產(chǎn)卡拉膠酶菌株假交替單胞菌Pseudoalteromonassp.ASY5,采用單因素法對產(chǎn)卡拉膠酶菌株ASY5的發(fā)酵培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,以提高其產(chǎn)卡拉膠酶的產(chǎn)量。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菌種 產(chǎn)卡拉膠酶菌株P(guān)seudoalteromonascarrageenovoraASY5由集美大學(xué)發(fā)酵工程研究室篩選得到,在中國工業(yè)微生物保藏管理中心(CICC)保藏編號為23819。

ZHWY-2102型雙層全溫度恒溫?fù)u床 上海智城分析儀器制造有限公司;ALP-高壓蒸汽滅菌器 日本ALP公司;Unic7200型紫外-可見分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司;SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司;FE20/EL20型pH計 北京哈納科儀科技有限公司;BS233S型電子天平 德國賽多利科學(xué)儀器(北京)有限公司;Centrifuge 5415D型小型高速離心機(jī) 德國Eppendorf Co.,Ltd.;WB-10L1型精密恒溫水浴鍋 廈門精藝興業(yè)科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 培養(yǎng)基 種子培養(yǎng)基:牛肉浸膏10.0 g、胰蛋白胨10.0 g、蒸餾水250 mL、人工海水750 mL[14-15]。牛肉浸膏和胰蛋白胨溶解后調(diào)pH至7.8,加熱煮沸10 min,冷卻后調(diào)pH至7.3,然后和人工海水混合,121 ℃滅菌20 min。

初始發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L):卡拉膠2.5、NaCl 30、KCl 0.1、CaCl20.2、MgSO43.0、蛋白胨3.0、FeSO40.036、NaH2PO4·2H2O 1.3、Na2HPO4·12H2O 3.8,121 ℃滅菌20 min。

1.2.2 接種及發(fā)酵 將保存在-20 ℃的菌種解凍后,接入制備好的種子培養(yǎng)基中,在搖床溫度20 ℃、轉(zhuǎn)速180 r/min條件下培養(yǎng)24 h,即為活化的菌種。將活化好的種子液以2%的接種量接入制備好的發(fā)酵培養(yǎng)基中,在搖床溫度20 ℃、轉(zhuǎn)速180 r/min條件下發(fā)酵培養(yǎng)。

1.2.3 生物量的檢測 1.0 mL發(fā)酵液在10000 r/min轉(zhuǎn)速下離心5 min,用4 mL蒸餾水溶解菌體后,測OD600,空白為蒸餾水。

1.2.4 卡拉膠酶活力的測定 取50 μL處理后的酶液(對照組的酶液以沸水浴5 min后的酶液代替),添加550 μL濃度為0.5%的卡拉膠(用50 mmol/L NaH2PO4-Na2HPO4pH7.0的緩沖液溶解)溶液,60 ℃水浴20 min,沸水浴5 min,然后加0.9 mL DNS溶液并沸水浴5 min,冷卻至室溫后加蒸餾水至5 mL,混勻,測OD520,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線來計算反應(yīng)液中還原糖的生成量,計算得到卡拉膠酶的活力。

在上述條件下,每分鐘催化產(chǎn)生1 μmol還原糖所需的酶量為一個酶活力單位(U)。

1.2.5 單因素實驗

1.2.5.1 發(fā)酵培養(yǎng)基的確定 從基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基出發(fā),依次用不同碳源(瓊脂、卡拉膠、葡萄糖、淀粉、蔗糖),不同氮源(KNO3、NH4Cl、(NH4)2SO4、蛋白胨、酵母粉),不同無機(jī)鹽(NaCl、KCl、MgSO4、FeSO4、CaCl2、磷酸根)取代基礎(chǔ)培養(yǎng)基中對應(yīng)的條件,其他條件以基礎(chǔ)培養(yǎng)基中為準(zhǔn)。

1.2.5.2 發(fā)酵培養(yǎng)條件的確定 在上述培養(yǎng)基優(yōu)化的基礎(chǔ)上,考察在初始pH為6.5,接種量為2%,裝液量為70 mL時,不同溫度(15、17、19、21、23、25 ℃)對菌株ASY5產(chǎn)卡拉膠酶的影響;

考察在培養(yǎng)溫度18 ℃,接種量2%,裝液70 mL時,不同初始pH(5.5、6.5、7.5、8.5、9.5)對菌株ASY5產(chǎn)卡拉膠酶的影響;

考察在培養(yǎng)溫度為18 ℃,初始pH6.5,裝液量70 mL時,不同接種量(0.5%、1%、2%、6%、10%)對菌株ASY5產(chǎn)卡拉膠酶的影響;

考察在培養(yǎng)溫度18 ℃,初始pH6.5,接種量2%時,不同裝液量(10、30、50、70、90 mL)對菌株ASY5產(chǎn)卡拉膠酶的影響。

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 所有實驗進(jìn)行3次重復(fù),取其平均值,平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計分析由Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 培養(yǎng)基的確定

2.1.1 碳源種類及濃度對產(chǎn)酶的影響 如圖1(a)所示,當(dāng)以卡拉膠為碳源時,菌株ASY5生長較好且酶活最高,為23.6 U/mL。當(dāng)以瓊脂、葡萄糖、淀粉、蔗糖為碳源時,菌株均能良好的生長,但是檢測不到酶活。當(dāng)培養(yǎng)基中不添加碳源時,菌株生長最好,可能是培養(yǎng)基中添加的蛋白胨能滿足菌株生長的需要,但檢測不到酶活,表明該菌株是一種誘導(dǎo)表達(dá)型的酶,卡拉膠是其誘導(dǎo)劑。彭小珍等[11]研究發(fā)現(xiàn),假單胞菌Pseudomonasstutzeri在以卡拉膠作為唯一碳源時產(chǎn)酶量最高,而只添加麥芽糖、果糖、葡萄糖及半乳糖時該菌株幾乎不產(chǎn)酶。王飛飛等[12]對海洋細(xì)菌CellulophagalyticaN6-2進(jìn)行碳源研究時發(fā)現(xiàn),卡拉膠是菌株產(chǎn)酶的最佳碳源,而以海藻酸鈉、淀粉和瓊膠作為碳源時菌株幾乎不產(chǎn)酶。綜上所述,菌株ASY5發(fā)酵產(chǎn)卡拉膠酶的最佳碳源是卡拉膠,且該菌株是一種誘導(dǎo)表達(dá)型的酶,卡拉膠是其誘導(dǎo)劑[16]。

繼而,以卡拉膠為碳源,培養(yǎng)基其它成分不變,研究不同卡拉膠濃度對菌株ASY5發(fā)酵的影響。如圖1(b)所示,隨著卡拉膠濃度的增加,菌株ASY5的生物量和酶活均呈現(xiàn)增加的趨勢,在卡拉膠濃度為5 g/L時,酶活力達(dá)到了最大31.4 U/mL,而當(dāng)卡拉膠的濃度為6 g/L時,培養(yǎng)基在室溫下流動性會變差,甚至?xí)霈F(xiàn)凝固現(xiàn)象,故卡拉膠的適宜添加濃度為5 g/L。菌株Bacillussp.Lc50-1[17]產(chǎn)酶的最佳碳源卡拉膠的添加量為3 g/L,而菌株Cytophagasp.M2-4-4[18]產(chǎn)卡拉膠酶所需的最佳卡拉膠濃度為2 g/L,表明不同的菌株對碳源的濃度需求不同。綜上所述,卡拉膠的最佳添加濃度為5 g/L。

圖1 碳源種類及濃度對ASY5生長及卡拉膠酶產(chǎn)量的影響Fig.1 Effect of different carbon sources and the concentrations of carrageenan on cell growth and carrageenase production of ASY5

2.1.2 氮源種類及濃度對產(chǎn)酶的影響 氮源是生物體合成蛋白質(zhì)及核酸的材料,能促進(jìn)生物的生長。不同的菌株產(chǎn)酶時對氮源的要求有較大差異,考察氮源對菌株ASY5發(fā)酵的影響,分別在培養(yǎng)基中添加3 g/L的無機(jī)氮源KNO3、NH4Cl和(NH4)2SO4,有機(jī)氮源蛋白胨及酵母粉,結(jié)果見圖2(a)。

由圖2(a)知,氮源為有機(jī)氮源時,生物量更高,菌體生長迅速,可能是因為有機(jī)氮源含有的蛋白質(zhì)、肽類、少量糖類、生長因子和脂肪等促進(jìn)了該菌株快速生長[19]。在添加的無機(jī)氮源中,只有(NH4)2SO4能促使菌株產(chǎn)生卡拉膠酶,而添加有機(jī)氮源均能促使菌株產(chǎn)生卡拉膠酶。胡秋實[17]研究菌株Bacillussp.Lc50-1的產(chǎn)酶條件,得出該菌株以蛋白胨為氮源時產(chǎn)酶量較高,為8.9 U/mL。相比于蛋白胨,添加酵母粉和(NH4)2SO4時所產(chǎn)生的卡拉膠酶活力明顯偏低,因此蛋白胨是最適產(chǎn)卡拉膠酶的氮源。

繼而,考察不同蛋白胨添加量對菌株ASY5生長及產(chǎn)酶的影響,如圖2(b)所示,該菌株的生物量隨著蛋白胨的量增加而增加,而酶活力呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,說明高濃度的蛋白胨利于菌的生長,但不利于酶的產(chǎn)生,可能是因為高濃度的蛋白胨促使菌株快速生長,致使菌分泌的一些其他代謝產(chǎn)物抑制了卡拉膠酶分泌[20]。在蛋白胨的添加量為5 g/L時,菌株能較好的生長,而酶活力最高,為32.0 U/mL,因此蛋白胨的最佳濃度為5 g/L。

圖2 氮源種類及濃度對ASY5生長及卡拉膠酶產(chǎn)量的影響Fig.2 Effect of different nitrogen sources and the concentrations of peptone on cell growth and carrageenase production of ASY5

2.1.3 無機(jī)鹽對產(chǎn)酶的影響 在培養(yǎng)基中添加不同濃度的NaCl,結(jié)果如圖3(a)所示,不添加NaCl時菌株可以較好地生長但是不產(chǎn)酶,隨著NaCl濃度的增加,生物量及卡拉膠酶活力都呈現(xiàn)一種先增加后減少的現(xiàn)象。過高和過低的鹽濃度對生物量影響較大,表明菌株的生長對鹽濃度較為敏感。當(dāng)NaCl為20 g/L時,酶活力最高,且菌株能較好的生長,因此選取NaCl的最佳濃度為20 g/L。

在培養(yǎng)基中添加不同濃度的KCl,結(jié)果如圖3(b)所示。隨著KCl濃度的增加,生物量有略微的增長,酶活力幾乎不發(fā)生改變。添加和不添加KCl,酶活力沒有顯著性差異,故該菌株的產(chǎn)酶能力和KCl沒關(guān)系,以后的實驗中均不添加KCl。

在培養(yǎng)基中添加不同濃度的MgSO4,結(jié)果如圖3(c)所示,硫酸鎂濃度在0～3 g/L范圍內(nèi),產(chǎn)酶能力沒有明顯區(qū)別,菌株生物量略微下降,表明該培養(yǎng)基不需要額外添加鎂離子就能滿足菌株ASY5的產(chǎn)酶需求。

在培養(yǎng)基中添加不同濃度的FeSO4,結(jié)果如圖3(d)所示。隨著FeSO4濃度的增加,生物量呈增加的趨勢而產(chǎn)酶能力卻呈現(xiàn)下降的趨勢,表明適宜濃度的FeSO4能促進(jìn)菌株的生長,過高的濃度抑制了代謝產(chǎn)物酶的合成,因此在后續(xù)的實驗中選擇不添加FeSO4。

圖3 無機(jī)鹽濃度對ASY5生長及卡拉膠酶產(chǎn)量的影響Fig.3 Effect of the concentrations of inorganic salts on cell growth and carrageenase production of ASY5

在培養(yǎng)基中添加不同濃度的CaCl2,結(jié)果如圖3(e)所示,在所選濃度范圍內(nèi),生物量隨著鈣離子濃度的增大而升高,而酶活力則呈現(xiàn)出先上升后降低的現(xiàn)象。當(dāng)鈣離子的濃度為0.2 g/L時,菌株可以較好地生長且酶活力最高。

在培養(yǎng)基中添加不同濃度的磷酸根,結(jié)果如圖3(f)所示,在一定濃度范圍內(nèi),隨著磷酸根含量的增加,促使生物量和酶活力先增加后減小,當(dāng)磷酸根濃度為19 mmol/L時,生物量和酶活力有峰值,即最佳的磷酸根添加量為19 mmol/L。

2.2 培養(yǎng)條件的確定

2.2.1 溫度對產(chǎn)酶的影響 溫度影響著微生物體內(nèi)的一系列生化反應(yīng),適宜的溫度可以促進(jìn)微生物良好的生長及其代謝產(chǎn)物的合成[21]。據(jù)報道,菌HC4[22]及菌株P(guān)edobacterhainanensis13-QT[20]產(chǎn)卡拉膠酶的最適溫度分別為28 ℃和30.3 ℃。由圖4可知,在所選取的溫度范圍內(nèi),菌株的生物量有增加的趨勢,酶活力隨溫度的升高先增大后減小,且在18 ℃時,酶活力最高,達(dá)到33.8 U/mL。表明較高溫度下有利于菌株的生長,而較低溫度有利于產(chǎn)酶。

圖4 溫度對ASY5生長及卡拉膠酶產(chǎn)量的影響Fig.4 Effect of the temperature on cell growth and carrageenase production of ASY5

2.2.2 培養(yǎng)基初始pH對產(chǎn)酶的影響 pH是影響微生物生長的重要條件之一,初始pH通過改變營養(yǎng)物質(zhì)在培養(yǎng)基中的溶解度、解離度以及微生物細(xì)胞膜的電荷量來影響微生物的生長及其產(chǎn)物的合成[23]。如圖5所示,在pH為5.5～7.5時,菌株可以較好的生長和產(chǎn)酶,在pH為8.5～9.5時,菌株生長較差,且檢測不到酶活力。在pH為6.5～7.5時,菌株都能較好的生長且酶活力沒有顯著差異(p>0.05),因為pH6.5為培養(yǎng)基自然pH,故選取pH6.5為培養(yǎng)基初始pH。

圖5 初始pH對ASY5生長及卡拉膠酶產(chǎn)量的影響Fig.5 Effect of the initial pH on cell growth and carrageenase production of ASY5

2.2.3 接種量對產(chǎn)酶的影響 接種量與細(xì)菌生長的延滯期長短成反比,接種量過多會引入大量的代謝廢物及快速地消耗營養(yǎng)物質(zhì),不利于誘導(dǎo)酶的合成[24]。由圖6知,隨著接種量的增加,生物量有較小的上升趨勢,酶活力呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,但是差異不顯著(p>0.05)?？紤]到接種時的方便,選取2%為最佳接種量。

圖6 接種量對ASY5生長及卡拉膠酶產(chǎn)量的影響Fig.6 Effect of the inoculum size on cell growth and carrageenase production of ASY5

2.2.4 裝液量對產(chǎn)酶的影響 在搖瓶發(fā)酵中,裝液量是影響培養(yǎng)基溶氧量的重要因素之一,在其他培養(yǎng)條件相同時,裝液量和培養(yǎng)基中的溶氧量成反比[25],從而影響菌株ASY5的發(fā)酵產(chǎn)酶。本實驗,分別將10、30、50、70、90 mL培養(yǎng)基接入250 mL的搖瓶中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。結(jié)果如圖7所示,高的裝液量促進(jìn)了菌株的生長,可能是因為低氧環(huán)境下有利于菌株的生長。裝液量為10～70 mL時,酶活力變化不明顯,當(dāng)裝液量為90 mL時,酶活力迅速下降,可能是該菌株可以在低氧下很好的生長,但不利于酶的合成。當(dāng)酶活力相近時,裝液量越大,總酶活力越大,因此選取70 mL為最佳裝液量。

圖7 裝液量對ASY5生長及卡拉膠酶產(chǎn)量的影響Fig.7 Effect of the inoculum size on cell growth and carrageenase production of ASY5

2.3 發(fā)酵工藝優(yōu)化前后比較

如圖8所示。在初始發(fā)酵工藝條件下(圖8a),菌種接至發(fā)酵培養(yǎng)基后能迅速進(jìn)入對數(shù)期,0～16 h能檢測出生物量的明顯增加,且能檢測出酶活;16～24 h菌株生長較為迅速,此時酶活力也迅速增加;24～44 h菌株生物量緩慢增加,在44 h處達(dá)到最大,酶活力在24～32 h處呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢,32 h處酶活力達(dá)到最大,為26.8 U/mL;32～40 h時酶活力基本保持穩(wěn)定,40 h后,酶活力呈現(xiàn)降低的趨勢,可能是因為發(fā)酵中積累的一些代謝產(chǎn)物抑制了酶活力,或者長時間的發(fā)酵導(dǎo)致了部分酶失活[26]。因此,將搖瓶發(fā)酵卡拉膠酶的時間定為36 h較為適宜。在優(yōu)化發(fā)酵工藝條件下(圖8b),8～28 h之間生物量增加較快,在28 h處達(dá)到最大為1.4,比優(yōu)化前的最大生物量0.776提高了80.4%。20～32 h之間酶活力迅速增加,且在32 h后酶活力基本維持不變,48 h處有最大酶活40.8 U/mL,較優(yōu)化前的酶活力26.8 U/mL提高了52.2%。并且優(yōu)化后培養(yǎng)基成分減少了三種(KCl、MgSO4、FeSO4),節(jié)約了成本,也使得培養(yǎng)基的配制更加方便快捷。

圖8 菌株ASY5優(yōu)化前后發(fā)酵曲線比較Fig.8 Comparison of fermentation curves before and after ASY5 optimization注:a圖表示初始發(fā)酵工藝條件下菌株的發(fā)酵曲線;b圖表示單因素實驗適宜條件下菌株的發(fā)酵曲線。

3 結(jié)論

本文對菌株ASY5發(fā)酵生產(chǎn)卡拉膠酶的搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件進(jìn)行了單因素實驗,得到產(chǎn)卡拉膠酶的最佳發(fā)酵工藝條件為:卡拉膠5 g/L,胰蛋白胨5 g/L,NaCl 20 g/L,CaCl20.2 g/L,NaH2PO4·2H2O 1.3 g/L,Na2HPO4·12H2O 3.8 g/L,培養(yǎng)溫度18 ℃,培養(yǎng)基初始pH為6.5,接種量2%,裝液量70 mL。優(yōu)化后的生物量最大達(dá)到1.4,比初始條件下的最大生物量提高了80.4%;優(yōu)化后的卡拉膠酶活力最大達(dá)到40.8 U/mL,較優(yōu)化前的酶活力26.8 U/mL提高了52.2%。本實驗的發(fā)酵優(yōu)化使得菌株ASY5發(fā)酵產(chǎn)卡拉膠酶的能力大幅度提高,為后續(xù)的中試放大發(fā)酵實驗以進(jìn)一步提高產(chǎn)酶量提供了技術(shù)參考,后續(xù)還可以在此單因素實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計正交實驗,探尋最優(yōu)的發(fā)酵培養(yǎng)基以及培養(yǎng)條件。

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Optimizationofmediumcompositionandcultureconditionsforcarrageenaseproduction

ZHUYun-peng1，LIYong-xing1，HONGQing-lin2，NIHui1,3，GUODong-xu2，XIAOAn-feng1,3,4,*

(1.College of Food and Biological Engineering,Jimei University,Xiamen 361021,China;2.Green Fresh(Fujian)Food Stuff Co.,Ltd.,Zhangzhou 363100,China;3.Fujian Provincial Engineering Technology Research Center of Marine Functional Food,Xiamen 361021,China;4.Xiamen Key Laboratory of Marine Functional Food,Xiamen 361021,China)

Biomass and carrageenase activity was used as the index,the effects of medium compositon and culture conditons on cell growth and enzyme production was investigated in shaking culture ofP.carrageenovoraASY5.In order to increase the yield of carrageenase,the medium compositon and culture conditons were optimized for fermentation ofPseudoalteromonascarrageenovoraASY5.The optimal medium compostion was composed of carrageenan 5 g/L,tryptone 5 g/L,NaCl 20 g/L,CaCl20.2 g/L,NaH2PO4·2H2O 1.3 g/L,Na2HPO4·12H2O 3.8 g/L,while the optimal culture conditions were determined as tempreture 18 ℃,initial pH6.5,inculation volume 2%,liquid volume 70 mL. Under the optimum fermentation process,the production capability of carrageenase byP.carrageenovoraASY5 was significantly improved. Compared to the basic technical contidtions,the biomass and enzyme activity at the optimum technique were increased by 80.4% and 52.2%,respectively.

carrageenase;medium composition;culture conditions;processoptimization;enzyme activity

2017-03-29

朱云鵬(1993-)，男，碩士研究生，研究方向：食品生物技術(shù)，E-mail:jmuzyp@163.com。

*通訊作者:肖安風(fēng)(1973-)，男，博士，教授，研究方向：食品生物技術(shù)，E-mail:xxaaffeng@jmu.edu.cn。

福建省高校產(chǎn)學(xué)合作項目(2016N5008)；福建省科技重大專項項目(2015NZ0001-1)；國家海洋公益行業(yè)科研專項(201505033)；福建省海洋高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(閩海洋高新[2016]08號)資助。

TS201.3

A

1002-0306(2017)23-0104-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.021