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本文从拟青霉、LWG-0506及LWQ-0508三种菌中筛选了产胞外β-葡萄糖苷酶活力较高的菌株LWQ-0508。并对其培养基、培养条件进行了优化,结果表明最佳培养基组成为:黑豆与麸皮比例为2:3,加水量与固体物料比控制在1.5:1,(NH<,4><,2>SO<,4>0.5%,KH<,2>PO<,4>0.1%,MgSO<,4>0.1%,水扬苷0.01%。最优产酶条件为:种子培养到42h后接种,发酵培养温度32℃,发酵初始pH为6.0,接种量10%,发酵培养84h。通过优化使酶活力由原来的947.66u·m L<-1>提高到1751.12u·m L<-1>,酶活力提高了84.7%。
对酶液提取条件进行优化,结果表明最佳浸提条件为:以蒸馏水为浸提剂,料液比为1:2,60℃浸提4h。对粗酶液进行分离、纯化,并对其酶学性质进行研究,结果表明β-葡萄糖苷酶的最适作用pH为4.5左右,酶的最适作用温度为55℃左右:70℃保温1h后酶活力损失显著增大;置于pH3.5~7.0的缓冲溶液中的酶液剩余酶活力达50%以上,低予或高于此范围酶活力迅速下降;其中Ca<2+>、Zn<2+>、Mn<2+>对酶活力具有不同程度的激活作用,Cu<2+>、Hg<2+>、Ag<+>对酶具有抑制作用;通过Hanes-Woolf作图可求得β-葡萄糖苷酶的米氏常数Km值为0.554mg·m L<-1>该试验菌所产粗酶液经75%乙醇沉淀,DEAE-Sephadex A-50层析后,经SDS-PAGE电泳计算其分子量为49KD。
在上述研究的基础上,对该β-葡萄糖苷酶粗酶液应用于大豆异黄酮糖苷的转化进行了初步研究,该试验结果表明LWQ-0508菌株产β-葡萄糖苷酶粗酶液对大豆异黄酮糖苷转化的最佳条件为:酶解温度为60℃,酶解pH6.0,底物:酶为1mg:30u·g<-1>,酶解时间6h。
在最佳酶解条件下,以10%大豆异黄酮粉为水解底物,经粗酶液酶解后,大部分异黄酮粉存在于沉淀中,其固形物回收率在84.4%左右,转化后沉淀中的大豆异黄酮含量明显高于上清液中的大豆异黄酮含量;25g含10%大豆异黄酮的粉末经酶转化后其游离型的苷元含量达8.4%,比转化前游离型的苷元含量增加了7.1%。