复合诱变选育高产α-环糊精葡萄糖基转移酶的菌株及产酶条件优化

摘要

对出发菌株Paenibacillus macerans TLLY7进行紫外-微波复合诱变,以获得高产 α-环糊精葡萄糖基转移酶的菌株,并用响应面法优化复合诱变菌株的发酵条件来提高酶活力.确定了紫外、微波诱变的最佳条件:20 W紫外灯照射70 s,微波低火档辐照60 s.筛选出复合诱变菌株UM2-6,经过8次连续传代培养,验证其遗传性能较稳定,菌株酶活力可达3.09 U/mL,是出发菌株酶活力(1.35 U/mL)的2.29倍.在单因素试验的基础上,通过Plackett-Burman试验筛选出影响发酵的3个显著性因素:培养温度、初始pH、接种量,设计Box-Behnken中心组合试验确定菌株最优发酵条件.结果表明,最佳发酵培养基成分为可溶性淀粉10 g/L、酵母浸粉10 g/L、NaCl 2 g/L、CaCl20.2 g/L、K2 HPO4·3H2 O 1 g/L,最佳发酵条件为培养温度37.1°C、初始pH 6.9、接种量4％,此时突变菌株UM2-6产 α-环糊精葡萄糖基转移酶的酶活力为4.19 U/mL,为优化之前酶活力(3.09 U/mL)的1.36倍.该研究为进一步工业化开发利用性状稳定且高产 α-环糊精葡萄糖基转移酶的菌株提供了借鉴.