海洋源枯草芽孢杆菌生产壳聚糖酶的发酵工艺研究

目的 对一株海洋源产非诱导型壳聚糖酶的枯草芽孢杆菌LC1-1的液体发酵产酶条件进行筛选优化,并在中试水平的50 L液体深层通气发酵实验中验证摇瓶实验结果的可行性与可放大性。方法 采用Minnimum-Run Equireplicated Res IV设计和中心复合设计 (Central Composite Design)对培养基成分及发酵条件进行优化。结果 Minnimum-Run Equireplicated Res IV实验设计与统计学分析表明：蔗糖浓度和发酵温度是影响LC1-1产壳聚糖酶的2个显著性因素。以壳聚糖酶活力为响应值,对2个显著性因素进行中心复合设计,并经响应面法优化分析得到影响酶活性的二阶模型,确定了壳聚糖酶的最优产酶条件为：蔗糖浓度22.7 g/L,胰蛋白胨15.0 g/L,K2HPO4 2.0 g/L,KH2PO4 1.0 g/L,NaCl 5.0 g/L,MgSO4·7 H2O 0.7 g/L,酵母粉2.0 g/L,pH 5.5,发酵温度34 ℃,装液量20%,转速180 r/min,接种量 2%,发酵周期 20 h。在该条件下测得壳聚糖酶活为32.23±0.32 U/mL。在50 L发酵罐中对摇瓶的优化结果进行中试水平工程化验证,发酵17 h得到最高酶活为39.9 U/mL,证实了摇瓶优化条件的可重现性及可放大性。结论 通过优化菌株LC1-1的发酵条件,提高了菌株产酶能力,并在50 L发酵罐中对摇瓶优化结果进行中试水平的验证,为进一步工程化生产壳聚糖酶提供了参考依据。