2.3解淀粉芽孢桿菌GSBa-1的生長和產(chǎn)酶活力曲線圖

圖4解淀粉芽孢桿菌GSBa-1生長(A)和產(chǎn)酶活力(B)曲線


由圖4A可知,OD600nm值顯示菌株LB-51在液體培養(yǎng)基中0~4 h生長速率緩慢,菌體生物量幾乎不增加,處于遲緩期;在4~12 h時生長速率最快,菌體細胞以幾何級數(shù)速率分裂,處于對數(shù)生長期;在12~24 h時菌體量隨時間變化不大,基本保持平衡,處于穩(wěn)定期;24 h以后菌體量迅速減少,菌體死亡速率超過新生的速率,處于衰亡期,一般是由于營養(yǎng)成分不足和后期代謝產(chǎn)物的增加導致環(huán)境變化引起的。由圖4B可知,菌株GSBa-1產(chǎn)凝乳酶在其對數(shù)生長期內產(chǎn)量很少,隨著發(fā)酵時間延長,產(chǎn)酶量也逐漸增加,在24~60 h之間產(chǎn)酶增加量不明顯;但隨著時間繼續(xù)延長,產(chǎn)酶活力明顯提高,在72 h時達到最大值,凝乳活力為(431.53±15.89)SU/mL,同時蛋白水解活力為(5.05±0.59)U/mL;之后酶活力逐漸降低,蛋白水解活力與凝乳活力變化趨勢基本相同。


2.4解淀粉芽孢桿菌GSBa-1凝乳酶的凝乳活性評價

圖5解淀粉芽孢桿菌GSBa-1凝乳酶、凝乳反應和乳清析出


由圖5A可知,菌株GSBa-1凝乳酶粗酶為淺灰色,蓬松棉絮狀。由圖5B可知,相同的酶質量濃度條件下,GSBa-1凝乳酶比商業(yè)酶凝乳反應時間稍長,凝塊結實且富有彈性。由圖5C可知,凝塊收縮且都伴有乳清析出現(xiàn)象,和商業(yè)酶相比,菌株GSBa-1凝乳酶乳清析出反應不明顯。在凝乳反應中,2 mg/mL GSBa-1凝乳酶液凝乳時間為78 s,即凝乳活力為307.69 SU/mL,菌株GSBa-1粗酶單位酶活力為1.54×105SU/g;相同質量濃度條件下商業(yè)凝乳酶凝乳時間為36 s,單位酶活力為3.16×105SU/g。


3討論與結論


從傳統(tǒng)安全食品宮廷奶酪的凝乳劑(江米酒酒曲)中分離篩選產(chǎn)凝乳酶的優(yōu)良菌株對發(fā)掘傳統(tǒng)飲食文化遺產(chǎn)、豐富產(chǎn)凝乳酶微生物菌源和緩解干酪加工所需凝乳酶緊張的供應狀態(tài)有著重要的理論和實踐意義。國內已初步開展了酒曲中產(chǎn)凝乳酶微生物的分離篩選。劉振民等采用酒藥作為分離源,篩選出高產(chǎn)凝乳酶霉菌菌株M10,并對該菌發(fā)酵產(chǎn)酶條件進行了優(yōu)化研究。滕國新等對酒曲中產(chǎn)凝乳酶微生物進行了分離純化研究,結果表明根霉菌為酒曲中產(chǎn)凝乳酶優(yōu)勢菌。程巧玲等從酒曲中篩選得到一株霉菌、一株酵母菌和兩株細菌,并確定霉菌為產(chǎn)凝乳酶優(yōu)勢菌。本實驗借鑒前人的研究經(jīng)驗,通過對酒曲中微生物的分離純化,共得到11株細菌和2株真菌;采用酪蛋白平板法初篩和不同液體培養(yǎng)基發(fā)酵復篩出一株產(chǎn)凝乳酶優(yōu)勢菌株LB-51。根據(jù)形態(tài)學觀察、生理生化實驗和16S rDNA分子生物學鑒定該菌株為解淀粉芽孢桿菌,并命名為解淀粉芽孢桿菌GSBa-1。此實驗結果表明酒曲中存在高產(chǎn)凝乳酶細菌菌株,與前人報道的霉菌是產(chǎn)凝乳酶優(yōu)勢菌株不一致,這可能與酒曲來源及種類有關。


液體LB培養(yǎng)基作為實驗菌株GSBa-1適宜的發(fā)酵產(chǎn)凝乳酶培養(yǎng)基,該菌株在此培養(yǎng)基中發(fā)酵產(chǎn)凝乳酶的凝乳活力于72 h時達到最大值,為(431.53±15.89)SU/mL,且蛋白水解活力為(5.05±0.59)U/mL。凝乳酶的C/P值(凝乳活力與蛋白水解活力的比值)是干酪加工中凝固劑的一個重要的效率指標。有研究表明凝乳酶的C/P值在100~200之間時,凝乳效果最佳,本實驗菌株GSBa-1所產(chǎn)凝乳酶的C/P值為85.45,與上述比值接近,說明該實驗菌株所產(chǎn)凝乳酶適用于干酪的加工。將該菌株在最大產(chǎn)酶活力時進行凝乳酶的提取并冷凍干燥成凝乳酶凍干粉。通過菌株凝乳酶與商業(yè)凝乳酶做凝乳效果對比分析結果顯示,該菌株凝乳酶與商業(yè)凝乳酶凝乳效果相接近,凍干粉酶活力為1.54×105SU/g與商業(yè)凝乳酶活力(3.16×105SU/g)相差不大,后期可對菌株凝乳酶進行分離純化以獲得更高酶活力的純凝乳酶,并進行酶學特性和相關的凝乳機理研究。此外,分離篩選的純種解淀粉芽孢桿菌GSBa-1來源于酒曲,與同來源于酒曲中的真菌相比,具有發(fā)酵易于控制,產(chǎn)物易于提取分離等優(yōu)勢,更具備產(chǎn)業(yè)化開發(fā)應用的潛力。


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