產堿性纖維素酶菌株的篩選及酶學性質研究

摘要：從采集的造紙廠土樣中，篩選出ｌ株產堿性纖維素酶酶活力較高的菌株Ｈ－１，經鑒定，該菌株為革蘭氏陽性芽孢桿菌屬。發酵產酶條件和酶學性質研究表明Ｈ－１菌株的適宜發酵條件為：接種量為６％，ｐＨ ９．０，溫度為３７ ℃，此條件下的酶活力可達８．６９ Ｕ／ｍＬ，是初始酶活力（２．９３ Ｕ／ｍＬ）的３倍。該酶最適反應溫度為４０ ℃，最適反應ｐＨ ９．０。在２５～５５ ℃，ｐＨ ７．０～１１．０仍能保持６０％以上的酶活力，能較好地滿足日常洗滌的環境要求。

關鍵詞：堿性纖維素酶（ＣＭＣ酶）；菌株篩選；發酵條件；酶學性質

中圖分類號：Ｑ９３９．９６文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）21－4364-04

Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ Ａｌｋａｌｉｎｅ－Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｓｔｒａｉｎ ａｎｄ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｉｔｓ Ｅｎｚｙｍａｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ

ＬＵ Ｊｉｎ－ｚｈｅｎ１，ＲＥＮ Ｊｕｎ１，ＹＡＮＧ Ｗｅｎ－ｃｈａｏ１，ＸＩＯＮＧ Ｈａｎ－ｇｕｏ２

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｗｕｈａｎ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｗｕｈａｎ ４３０４１５，China；

２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ and Technology， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｒｏｍ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｐａｐｅｒ ｍｉｌｌｓ， ｏｎｅ ｓｔｒａｉｎ ｃａｌｌｅｄ Ｈ－１ ｃａｐａｂｌｅ ｏｆ ｄｅｇｒａｄｉｎｇ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｗａｓ ｓｃｒｅｅｎｅｄ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ａｓ Ｇｒａｍ－ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｂａｃｉｌｌｕｓ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｎｚｙｍｅ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ｉｎｏｃｕｌｕｍ ａｍｏｕｎｔ ６％， ｐＨ ９．０ ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ３７ ℃． Ｔｈｅ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ ｕｐ ｔｏ ８．６９ Ｕ／ｍＬ， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ３ ｔｉｍｅｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ（２．９３ Ｕ／ｍＬ）． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｂｏｕｔ ４０ ℃ ａｎｄ ｐＨ ９．０． Ｔｈｅ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ ａｂｏｖｅ ６０％ ａｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ２５～５５℃ ａｎｄ ｐＨ ７．０～１１．０， which ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｗａｓｈｉｎｇ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： aｌｋａｌｉｎｅ－ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ enzyme（ＣＭＣ ｅｎｚｙｍｅ）； strain sｃｒｅｅｎｉｎｇ； ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ； ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ

纖維素酶的研究一般都以有效利用纖維素資源為主，酶作用的ｐＨ多為酸性，當添加到洗滌劑中，由于所處環境為堿性而失去活力，不能發揮作用［１］。近年來堿性纖維素酶的發現使其在洗滌工業中得到成功應用。堿性纖維素酶是纖維素酶系的一個組分，即羧甲基纖維素酶（ＣＭＣ酶），它不含有纖維素酶系的其他兩個組分（外切－β－１，４－葡聚糖苷酶和β－葡萄糖苷酶），能作用于底物ＣＭＣ（一般用羧甲基纖維素的鈉鹽）。ＣＭＣ屬大分子多糖衍生物，它被降解后生成多種相對分子質量不等的低聚糖。堿性纖維素酶在對天然纖維素（棉纖維）作用的過程中不能發生酶組分間的協同效應，不會使棉纖維受到較多的分解破壞［２，３］。它主要對棉纖維中占1０％左右非結晶區的纖維素分子起作用，對結晶區纖維素水解活力很低，因此不會明顯降低棉纖維的牢固度，并能去除侵入衣物內部的塵泥皮脂，顯著提高洗滌效果，節約洗滌活性物用量，減少環境污染，是目前世界洗滌工業發展的趨勢［４］。……