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几丁质酶能够催化几丁质水解生成几丁寡糖和N—乙酰氨基葡萄糖,而几丁质是虾蟹壳的主要成分。近年来随着水产废物日益增多,几丁质酶在几丁类废物资源化以及生物防治等方面体现出了巨大的应用潜力,因此研究几丁质酶具有重要的意义。
本研究以筛选高产几丁质酶菌株为目的,采用几丁质选择性培养基从深圳红树林取回的土样中初筛得到12株产几丁质酶菌,再通过DNS法测菌株发酵液酶活力的方法复筛,选择其中酶活力较高且稳定的菌株J—6,对其进行发酵产酶、酶的分离、纯化及酶学性质的研究。
通过实验,初步确定了菌株J—6的最佳培养条件。其最适培养基配方为:胶体几丁质0.2%,蛋白胨0.3%,KH2PO40.01%,MgSO40.13%,K2HPO40.07%,FeSO40.002%,Tween800.007%;最佳摇瓶装样量为:于250ml三角瓶中装入40ml发酵液;最佳接种量为发酵液体积的1%;最适温度为30℃;最适起始pH值为5.5。该菌株的最终酶活达0.519 U/mL。
用饱和度为60%的硫酸铵对菌株J—6进行盐析,获得活力为0.493U/mL的几丁质酶粗酶液。对其理化性质进行的研究表明,该酶的最适反应温度为40℃,最适反应pH为5,水浴中最适保温时间为30min,最适沸水浴显色时间为6min。该酶在pH值为4-6间,低于50℃时相对比较稳定,高于50℃酶活性下降。
菌株J—6所产的几丁质酶不仅能降解胶态几丁质,对几丁质粉和虾壳粉也有一定的降解活性。本文研究了该酶对这三种底物的降解活性及底物浓度对酶降解活性的影响。0.5mL粗酶液分别与浓度为0.5%的胶体几丁质、2%的几丁质粉、1%的虾壳粉反应,混合反应体系中还原糖的浓度分别高达20.09μmol/mL、21.47μmol/mL、9.32μmol/mL。