黑曲霉菌發酵產柚苷酶培養基配方的優化研究

張桃桃 張萍 石彥鵬 牛春

摘要 [目的]篩選出黑曲霉菌發酵產柚苷酶的最優培養基。[方法]以沙氏瓊脂培養基、馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基、察氏瓊脂培養基作比較;選出最適黑曲霉菌生長的固體培養基，對固體培養基進行優化，得出最佳固體培養基;通過對發酵培養基不同碳源種類、氮源種類和無機鹽的篩選和優化，確定黑曲霉生長和發酵的最適培養基，再通過正交試驗確定黑曲霉固態發酵產柚苷酶最優培養基。[結果]黑曲霉固態發酵產柚苷酶最優培養基組成為0.1%磷酸二氫鉀，4%鼠李糖，1%葡萄糖，0.2%無水CaCl2，0.2%七水硫酸鎂，0.1%硫酸銨，02%柚皮苷，2%豆粉。優化后的培養基（618 U/g）比優化前的基礎培養基（401 U/g）的酶活提高了54.1%。[結論]該研究為后續進行菌種遺傳改造與分子育種提供了原材料，并為大規模商業化生產奠定了良好的基礎。

關鍵詞 黑曲霉;發酵培養基;單因素試驗;正交試驗

中圖分類號 TS201.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）07-0170-04

Abstract [Objective] To screen out the optimal medium for producing naringinase by Aspergillus niger fermentation.[Method] Sartres AGAR medium，potato glucose AGAR medium and Tsar AGAR medium were compared.The best solid medium for Aspergillus niger growth was selected and optimized to obtain the best solid medium.Through selection and optimization of different types of carbon source，nitrogen source and inorganic salts in the fermentation medium，to determine the optimal culture medium for growth and fermentation of Aspergillus niger，the optimum medium for producing naringinase by solid fermentation of Aspergillus niger? was determined by orthogonal experiment.[Result]The optimal culture medium was： 0.1% potassium dihydrogen phosphate，4% sugar lee，1% glucose，0.2% anhydrous CaCl2，0.2% MgSO4 7H2O，0.1% ammonium sulfate，0.2% naringin，2% soybean meal.The enzyme activity of optimized medium （618 U/g） was 54.1% higher than the optimized base medium （401 U/g）.[Conclusion] It provided raw materials for genetic modification and molecular breeding，and laid a good foundation for largescale commercial production.

Key words Aspergillus niger;Fermentation medium;Single factor test;Orthogonal test

作者簡介 張桃桃（1990—），女，寧夏銀川人，助理工程師，從事生物制藥研究。*通信作者，助理工程師，從事微生物發酵菌種選育、菌種管理工作。

柚汁是一種老少皆宜的飲品，味苦，具有很好的保健作用，其苦味的成分是柚皮苷。柚皮苷是一種二氫黃酮類化合物，由α-L-鼠李糖苷和β-D-葡萄糖苷組成。柚苷酶由α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶組成的一種復合酶系[1]，利用酶脫法可使柚苷酶和柚皮苷發生反應去除苦味。柚苷酶通常是由黑曲霉或青霉產生的可水解柚皮苷的糖苷酶[2]，柚苷酶不僅在食品行業中應用于果汁脫苦[3]、葡萄酒增香，而且在黃酮類藥品加工和轉化過程中具有重要的應用價值。然而，柚苷酶的來源主要從國外進口，價格昂貴，國內沒有工業化生產，其原因主要是缺少適合工業化生產的高產柚苷酶菌株[4]。

黑曲霉（Aspergillus niger）是半知菌亞門絲孢綱絲孢目叢梗孢科曲霉屬中的常見種。黑曲霉生孢子梗自基質中伸出，直徑15～20 mm，長1～3 mm，壁厚而光滑。頂部形成球形頂囊，其上全面覆蓋一層梗基和一層小梗，小梗上長有成串褐黑色的球狀分生孢子。孢子直徑2.5～4.0 μm。分生孢子頭球狀，直徑700～800 μm，褐黑色。黑曲霉具有高效的蛋白表達和修飾能力，在酶制劑工業上常用來生產蛋白酶、纖維素酶、糖化酶和脂肪酶。黑曲霉在浸沒條件發酵可通過懸浮菌絲或菌絲球存在[5]，在菌絲球形成過程中，大多數絲狀真菌以凝集型和非凝集型2種方式形成菌絲球。黑曲霉以凝集型方式形成菌絲球的過程中，培養初期孢子通過聚集形成孢子團，孢子團萌發的菌絲進一步交織纏繞形成菌絲球[6]。為此，筆者對實驗室篩選的產柚苷酶的黑曲霉發酵條件進行了優化研究[7]，確定黑曲霉生長和發酵的最適培養基。

1 材料與方法