應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)化黑曲霉固態(tài)發(fā)酵稻谷殼產(chǎn)木聚糖酶條件

鄭虹

（福建師范大學(xué)福清分校生物與化學(xué)工程系，福建福清350300）

應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)化黑曲霉固態(tài)發(fā)酵稻谷殼產(chǎn)木聚糖酶條件

鄭虹

（福建師范大學(xué)福清分校生物與化學(xué)工程系，福建福清350300）

對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化研究。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用Box-Benhnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)黑曲霉發(fā)酵稻谷殼產(chǎn)木聚糖酶的最佳碳源及其添加量、培養(yǎng)時(shí)間、水的添加量進(jìn)行優(yōu)化，建立了木聚糖酶產(chǎn)量隨蔗糖添加量、培養(yǎng)時(shí)間和水的添加量變化的多項(xiàng)二次回歸方程，并得到最佳的發(fā)酵工藝條件是：培養(yǎng)時(shí)間為78h，水的添加量為57%，蔗糖添加量為1.3g時(shí)，木聚糖酶的酶活力可達(dá)221.5U/g，比優(yōu)化前提高了1.76倍，預(yù)測(cè)模型可靠，可利用該模型對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶的最優(yōu)發(fā)酵條件進(jìn)行理論預(yù)測(cè)。

黑曲霉，木聚糖酶，固態(tài)發(fā)酵，Box-Benhnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

木聚糖酶（Xylanase）是指將木聚糖降解成低聚糖和木糖的一組酶的總稱(chēng)，主要包括外切β-1，4-木聚糖酶，內(nèi)切β-1，4-木聚糖酶和β-木糖苷酶[1-2]，其中內(nèi)切β-1，4-D-木聚糖酶（endo-β-1，4-D-xylanase）（EC.3.2.1.8）是木聚糖降解酶系中最關(guān)鍵的酶，該酶在飼料、食品、造紙、紡織、醫(yī)藥及能源等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[3-5]。

微生物、動(dòng)物、植物均能生產(chǎn)木聚糖酶，而微生物由于其生長(zhǎng)快、便于提純，是木聚糖酶的主要來(lái)源。目前，自然界中已知能產(chǎn)木聚糖酶的微生物主要有真菌、放線菌、細(xì)菌、酵母菌、藻類(lèi)等[3]。國(guó)內(nèi)研究較多的是木霉、青霉、黑曲霉等霉菌[6-7]。其中由于黑曲霉具有生長(zhǎng)迅速、發(fā)酵周期短，發(fā)酵過(guò)程中不產(chǎn)生毒素等優(yōu)點(diǎn)，在木聚糖酶的大規(guī)模生產(chǎn)中備受人們的關(guān)注[8]。

在木聚糖酶生產(chǎn)中，麩皮、麥稈、玉米芯、稻稈、甘蔗渣等農(nóng)業(yè)廢棄物是常見(jiàn)的木聚糖酶誘導(dǎo)物[9-10]，也有人以豆皮[11]為原料對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶的發(fā)酵條件進(jìn)行研究，目前國(guó)內(nèi)研究較多的是以玉米芯、麩皮作為產(chǎn)木聚糖酶的原料[12]，而以稻谷殼作為其發(fā)酵介質(zhì)目前還未見(jiàn)報(bào)道。本研究以稻谷殼作為黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶的培養(yǎng)介質(zhì)，并在單因素基礎(chǔ)上，運(yùn)用響應(yīng)面分析方法優(yōu)化其培養(yǎng)條件，為今后的放大研究提供一定的參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑曲霉 本實(shí)驗(yàn)室保藏；斜面培養(yǎng)基 馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基（PDA培養(yǎng)基）；液體種子培養(yǎng)基 稻谷殼2g，葡萄糖3g，（NH4）2SO41.5g，KH2PO40.2g，MgSO4·7H2O 0.05g，pH6.0，水100mL；固體發(fā)酵培養(yǎng)基 250mL三角瓶中加入10g稻谷殼，再加入10mL蒸餾水，攪拌均勻，121℃滅菌30min。

SPX-150B-Z型生化培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SWCJ-IFD型超凈工作臺(tái) 蘇凈集團(tuán)安泰公司；THZ-25型大容量恒溫振蕩器 太倉(cāng)市華美生化儀器廠；BS224S電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；DZX-40BI型立式自動(dòng)電熱壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司；H1850R型高速臺(tái)式冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；7200型可見(jiàn)分光光度計(jì) 尤尼柯儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 操作流程 4℃冰箱保存的菌株接種于新鮮試管斜面，30℃培養(yǎng)5～7d，加入無(wú)菌生理鹽水，刮下孢子并稀釋至孢子液濃度為107個(gè)/mL。取5mL孢子懸液接入100mL種子培養(yǎng)基，30℃120r/min振蕩培養(yǎng)3d。再按10%接種量接種于固體發(fā)酵培養(yǎng)基，攪拌均勻，30℃靜止培養(yǎng)，取樣測(cè)酶活。

1.2.2 粗酶液的制備 將黑曲霉固態(tài)發(fā)酵后的培養(yǎng)物在50℃下烘24h后，稱(chēng)取1.0g培養(yǎng)物，加蒸餾水20mL，置于搖床（120r/min，30℃）中浸提1h后，4℃4000r/min離心5min，上清液即為粗酶液。

1.2.3 木聚糖酶活力測(cè)定方法 采用DNS法[13-15]。

1.2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 將烘至恒重的木糖用蒸餾水配制成濃度為1mg/mL的母液，4℃冰箱保存。按表1順序加入各試劑，沸水浴保溫5min，迅速冷卻至室溫，最后定容至25mL。定容后將以上各管溶液混合均勻，用1#管調(diào)零點(diǎn)，于λ=540nm處測(cè)吸光值，以木糖含量為橫坐標(biāo)，OD540為縱坐標(biāo)繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見(jiàn)圖1。

表1 木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作Table 1 Facture of standard curve of xylose

圖1 木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制Fig.1 Standard curve of xylose

1.2.3.2 樣品中酶活力的測(cè)定 在25mL容量瓶中加入1.8mL 1%木聚糖底物溶液，50℃水浴鍋中保溫5min后，加入0.2mL適當(dāng)稀釋的酶液，充分混勻，50℃水浴15min，立即加入1.5mL DNS試劑并混合均勻，沸水浴5min顯色，迅速冷卻，最后以蒸餾水定容至25mL。以滅活酶液為空白管作為對(duì)照。測(cè)定λ= 540nm處的OD值。每個(gè)實(shí)驗(yàn)做3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)3次酶活。

酶活單位定義為：以木聚糖為底物，每分鐘釋放1μmol相當(dāng)于木糖的還原糖所需的酶量為一個(gè)酶活單位（U）。酶活力計(jì)算公式如下：

酶活力（U/g）=W×N×1000/（M×T×V）

式中：W—酶解反應(yīng)產(chǎn)生的木糖量（mg），從木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得；N—酶液稀釋倍數(shù)；M—木糖分子量，150.13g/mol；T—反應(yīng)時(shí)間（min），15min；V—酶用量（mL），0.2mL。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1.1 不同碳源的單因素實(shí)驗(yàn) 在基礎(chǔ)固體發(fā)酵培養(yǎng)基中分別加入2%的碳源（乳糖、可溶性淀粉、葡萄糖、蔗糖、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na））。

1.3.1.2 蔗糖添加量的單因素實(shí)驗(yàn) 在基礎(chǔ)固體發(fā)酵培養(yǎng)基中加入不同濃度的蔗糖，100mL發(fā)酵培養(yǎng)基中蔗糖含量分別為0.5、1、1.5、2、2.5、3g，取樣測(cè)酶活。

1.3.1.3 培養(yǎng)時(shí)間的單因素實(shí)驗(yàn) 制備基礎(chǔ)固體發(fā)酵培養(yǎng)基，滅菌接種后，30℃恒溫培養(yǎng)，每隔12h取樣測(cè)定發(fā)酵物的木聚糖酶含量，即24、36、48、60、72、84、96h取樣測(cè)定其酶活。

1.3.1.4 水的添加量的單因素實(shí)驗(yàn) 配制不同水的添加量的基礎(chǔ)固體發(fā)酵培養(yǎng)基，水的添加量分別為45%、50%、55%、60%、65%、70%。

1.3.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用Design Expert 8.05軟件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)[16-18]。采用Box-Benhnken的中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取蔗糖添加量、培養(yǎng)時(shí)間、水的添加量3個(gè)因子，設(shè)計(jì)3因素3水平的響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，因素及水平見(jiàn)表2。

表2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of response surface experiment

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 碳源對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶量的影響 在基礎(chǔ)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入不同的碳源，培養(yǎng)72h后測(cè)定其酶活，結(jié)果見(jiàn)圖2。

基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基是以稻谷殼作為培養(yǎng)基質(zhì)，稻谷殼的主要成分是木質(zhì)素、木纖維，而蛋白質(zhì)及脂類(lèi)物質(zhì)含量較低，高含量的木質(zhì)素有利于黑曲霉誘導(dǎo)合成木聚糖酶，外加碳源的目的主要是為菌體提供生長(zhǎng)養(yǎng)分。由圖2可見(jiàn)，添加有2%蔗糖的基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基，木聚糖酶的產(chǎn)量最高，可達(dá)156.67U/g，而可溶性淀粉的產(chǎn)酶量最低，只有111.70U/g，黑曲霉對(duì)幾種實(shí)驗(yàn)碳源的利用順序?yàn)椋赫崽牵酒咸烟牵綜MC-Na＞乳糖＞可溶性淀粉?？赡苁且?yàn)楹谇箤?duì)蔗糖、葡萄糖等高效碳源利用率較高，有利于菌體生長(zhǎng)，進(jìn)而有利于木聚糖酶的積累，而黑曲霉對(duì)淀粉利用低，菌體生長(zhǎng)不好，因此也不利于木聚糖酶的積累。

圖2 不同碳源對(duì)產(chǎn)木聚糖酶的影響Fig.2 Effect of carbon sourse on xylanase production

2.1.2 蔗糖添加量對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶量的影響 在基礎(chǔ)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入不同克數(shù)的蔗糖，培養(yǎng)72h后測(cè)定其酶活，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 蔗糖添加量對(duì)產(chǎn)木聚糖酶的影響Fig.3 Effect of sucrose concentration on xylanase production

由圖3可見(jiàn)，不同濃度的蔗糖添加量對(duì)菌株產(chǎn)木聚糖酶有明顯的影響，木聚糖酶的產(chǎn)量隨蔗糖添加量的增加呈先增后減的趨勢(shì)，當(dāng)蔗糖添加為1.5g時(shí)，產(chǎn)酶量達(dá)到最大值，即162.73U/g。每一種微生物都有自身最適的碳氮源添加量，太高太低都不利于菌體或其代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生。太低的蔗糖含量，不利于菌體生長(zhǎng)，進(jìn)而影響微生物合成木聚糖酶，而太高的蔗糖添加量，也不利于木聚糖酶的積累，因此最適的蔗糖添加量為每100mL發(fā)酵液中蔗糖添加量為1.5g。

2.1.3 培養(yǎng)時(shí)間對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶的影響 在基礎(chǔ)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中接入黑曲霉孢子懸液，分別培養(yǎng)至24、36、48、60、72、84、96h后測(cè)定發(fā)酵物中木聚糖酶的酶活，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

微生物積累產(chǎn)物的過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，一般產(chǎn)物都是隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而增加，但是到了培養(yǎng)后期，隨著菌體進(jìn)入衰亡期及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，產(chǎn)物的積累速度也慢慢減少。由圖4可見(jiàn)，木聚糖酶的產(chǎn)量先是隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而逐漸增加，當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間達(dá)到72h時(shí)，產(chǎn)酶達(dá)到最大值，即135.6U/g，之后木聚糖酶產(chǎn)量反而隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而逐漸下降。故黑曲霉固態(tài)發(fā)酵稻谷殼產(chǎn)木聚糖酶的最佳培養(yǎng)時(shí)間為72h。

圖4 培養(yǎng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)木聚糖酶的影響Fig.4 Effect of culture time on xylanase production

2.1.4 水的添加量對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶量的影響 對(duì)于固體發(fā)酵來(lái)說(shuō)，最主要的影響因素就是發(fā)酵培養(yǎng)基的水的添加量，多數(shù)固態(tài)發(fā)酵的水的添加量是控制在30%～85%，太高或太低水的添加量都不利于菌體的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的積累，因此選擇適宜的水的添加量對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶是一個(gè)非常重要的因素之一。

圖5 不同水的添加量對(duì)產(chǎn)木聚糖酶的影響Fig.5 Effect of water content on xylanase production

由圖5可見(jiàn)，黑曲霉木聚糖酶的產(chǎn)量隨著水的添加量的增加而增加，當(dāng)水的添加量為55%時(shí)，木聚糖酶的酶活達(dá)到最高，即146.8U/g，之后，黑曲霉的產(chǎn)酶量反而隨著水的添加量的增加而遞減。培養(yǎng)基質(zhì)不同，所需的水的添加量也有很大的差異，本實(shí)驗(yàn)所采用的培養(yǎng)基質(zhì)是稻谷殼，稻谷殼具有較高的通氣性，而且比較粗糙，不易吸水，固體培養(yǎng)時(shí)需要有一定的濕度，才有利于酶的產(chǎn)生，培養(yǎng)基水的添加量太高或太低都不利于木聚糖酶的產(chǎn)生，因此，黑曲霉固態(tài)發(fā)酵稻谷殼產(chǎn)木聚糖酶的最佳水的添加量為55%。

2.2 響應(yīng)面分析法優(yōu)化發(fā)酵工藝

2.2.1 二次回歸擬合 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇蔗糖添加量（X1）、培養(yǎng)時(shí)間（X2）、水的添加量（X3）3個(gè)因素為變量，木聚糖酶酶活力為響應(yīng)值Y，設(shè)計(jì)3因素3水平的響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 Box-Benhnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 3 Design and results of Box-Benhnken experimental

利用軟件對(duì)表3數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)回歸擬合，獲得二次多項(xiàng)回歸方程：

Y=216.89-8.32X1+1.33X2+11.57X3-19.09X1X2+ 9.41X1X3+11.88X2X3-18.01X12-12.45X22-21.51X32

2.2.2 回歸模型的方差分析 對(duì)上述回歸模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 回歸模型的方差分析Table 4 Analysis of variance for the regression model

由表4回歸模型的方差分析可知，回歸模型的p= 0.0087，失擬p=0.4801，回歸顯著，失擬不顯著，說(shuō)明所創(chuàng)建的模式合適。該模型的校正系數(shù)Adj R2=0.7731，說(shuō)明該方程與實(shí)際情況擬合較好，預(yù)測(cè)值和實(shí)際值的相關(guān)性較高，可用該模型對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶的最優(yōu)發(fā)酵條件進(jìn)行理論預(yù)測(cè)。

由回歸方程各項(xiàng)方差分析表明，X3、X1X2、X12對(duì)黑曲霉產(chǎn)酶量影響顯著，X32酶活力影響極顯著，其余因子的影響均不顯著。由軟件分析得出模型的極值點(diǎn)，當(dāng)蔗糖添加量1.28g，培養(yǎng)時(shí)間為78.46h，水的添加量為56.62%時(shí)，黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶理論預(yù)測(cè)最大值為220.92U/g。

2.2.3 回歸模型的響應(yīng)面圖 利用軟件Design Expert 8.05繪制出響應(yīng)面分析圖。結(jié)果見(jiàn)圖6～圖8。

圖6 培養(yǎng)時(shí)間和蔗糖的添加量對(duì)木聚糖酶產(chǎn)量影響的響應(yīng)面圖Fig.6 Pesponse surface for the effect of cross-interaction between fermentation time and sucrose content on xylanase production

圖7 水和蔗糖的添加量對(duì)木聚糖酶產(chǎn)量影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Pesponse surface for the effect of cross-interaction between water and sucrose content on xylanase production

圖8 水的添加量和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)木聚糖酶產(chǎn)量影響的響應(yīng)面圖Fig.8 Pesponse surface for the effect of cross-interaction between water content and fermentation time on xylanase production

由圖6可見(jiàn)，當(dāng)X1較小時(shí)，酶活隨X2的增加而增加；當(dāng)X1較大時(shí)，酶活隨X2的增加而短暫增加后降低；X1的變化趨勢(shì)X2完全一致。當(dāng)蔗糖添加量為1.5g、培養(yǎng)時(shí)間為72h時(shí)，木聚糖酶活力達(dá)到最高221.32U/g。蔗糖添加量與培養(yǎng)時(shí)間的等高線呈橢圓形，表明二者交互作用顯著。圖7顯示木聚糖酶產(chǎn)量隨X1、X3的增大呈先增后減的趨勢(shì)，當(dāng)蔗糖添加量為1.5g、水的添加量為55%時(shí)，木聚糖酶活力達(dá)到最高221.32U/g。蔗糖添加量與水的添加量的等高線呈圓形，但二者交互作用不顯著。由圖8可見(jiàn)，木聚糖酶隨X2、X3的增大呈先增后減的趨勢(shì)，當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為72h、水的添加量為55%時(shí)，木聚糖酶活力達(dá)到最高221.32U/g。

2.3 回歸模型的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為實(shí)際操作的可行性，將以上理論組合校正為：蔗糖添加量1.3g，培養(yǎng)時(shí)間為78h，水的添加量為57%，此時(shí)木聚糖酶活力可達(dá)到221.5U/g，產(chǎn)酶量比優(yōu)化前（125.59U/g）提高了1.76倍，與理論預(yù)測(cè)值（220.92U/g）較為接近，表明預(yù)測(cè)值與實(shí)際值有較好的擬合性，可見(jiàn)該模型可用于預(yù)測(cè)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶的實(shí)際發(fā)酵情況。

3 結(jié)論

在單因素基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法對(duì)黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶的發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，并建立了產(chǎn)酶量與蔗糖添加量、培養(yǎng)時(shí)間及水的添加量之間的二次多項(xiàng)回歸模型，得出最優(yōu)發(fā)酵條件為蔗糖添加量1.3g，培養(yǎng)時(shí)間為78h，水的添加量為57%，在此條件下，木聚糖酶的產(chǎn)量達(dá)到221.5U/g，比優(yōu)化前提高了1.76倍。

[1]葉波，周婭琴.木聚糖酶綜述[J].輕工科技，2012（7）：14-16.

[2]付冠華，李端，周晨妍，等.木聚糖酶的研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（35）：21566-21568.

[3]高艷秀，陳復(fù)生，丁長(zhǎng)河.微生物木聚糖酶及其應(yīng)用[J].中國(guó)釀造，2012，31（3）：10-12.

[4]慕娟，問(wèn)清江，黨永，等.酶的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（1）：111-115.

[5]王雅珍，李秀婷，孫寶國(guó)，等.微生物酸性木聚糖酶及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38（8）：107-113.

[6]王貝，王俊麗，閆瀟，等.3種菌株產(chǎn)木聚糖酶同工酶及其酶解產(chǎn)物的比較[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，21（4）：159-163.

[7]李敏康，張帆，宋宏新.木霉固態(tài)發(fā)酵麥麩制備低聚木糖的初步研究[J].中國(guó)釀造，2012，31（12）：60-63.

[8]馬曉建，楊君芳，常春.響應(yīng)面法優(yōu)化黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶發(fā)酵條件的研究[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，32（5）：30-33.

[9]宋紅霞，李秀婷，孫寶國(guó)，等.微生物利用木質(zhì)纖維原料產(chǎn)木聚糖酶研究現(xiàn)狀[J].北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，29（2）：63-69.

[10]胡玉琪，丁長(zhǎng)河.固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)木聚糖酶的研究進(jìn)展[J].中國(guó)釀造，2012，31（9）：10-12.

[11]周晨妍，張金華，馬雪婷，等.黑曲霉產(chǎn)木聚糖酶的固態(tài)發(fā)酵條件優(yōu)化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38：11052-11054.

[12]李?lèi)?ài)軍，蔣文明，歐仕益，等.黑曲霉ATCC16404固體發(fā)酵豆皮產(chǎn)生木聚糖酶的研究[J].食品工業(yè)科技，2011，32（12）：261-265.

[13]王俊麗，聶國(guó)興，曹香林，等.不同DNS試劑測(cè)定木糖含量的研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2010，31（7）：1-4.

[14]李家群.木聚糖酶產(chǎn)生菌的篩選、發(fā)酵條件和酶純化的研究[D].廣西：廣西大學(xué)，2009：13-23.

[15]王曉丹，郭麗瓊，趙力超，等.木聚糖酶酶活性測(cè)定方法及酶活性單位定義[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2009，35（9）：128-131.

[16]張輝，張文會(huì)，孫中強(qiáng).響應(yīng)面優(yōu)化黑曲霉HQ-1產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的固體發(fā)酵條件[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2012，33（11）：188-192.

[17]劉國(guó)榮，張群瑩，王成濤，等.響應(yīng)面優(yōu)化雙歧桿菌B04代謝產(chǎn)細(xì)菌素的發(fā)酵條件[J].食品科學(xué)，2013，34（3）：147-152.

[18]陳杰，魏鴻剛，羅遠(yuǎn)嬋，等.海洋芽孢桿菌B-9987產(chǎn)新型抗菌環(huán)脂肽Marinhysin A的培養(yǎng)基優(yōu)化[J].中國(guó)生物工程雜志，2013，33（1）：84-89.

Study on optimization of the rice crust solid-state fermentation for xylanase from Aspergillus niger by response surface method

ZHENG Hong
（Biology and Chemistry Engineering Department，F(xiàn)uqing Branch of Fujian Normal University，F(xiàn)uqing 350300，China）

In this study，the fermentation technology of xylanase produced by Aspergillus niger in solid-state fermentation using rice crust as a sole substrate was investigated.On the basis of single factor experiment，the best carbon source，fermentation time and content of water for xylanase production by Aspergillus niger were optimized by Box-Benhnken design，and a quadratic regression equation for the change of enzymic activity with soluble starch，fermentation time，the content of water was established.The results showed that the optimal conditions were fermentation time for 78h，the content of water 57%，soluble starch 1.3g.Under optimization conditions，xylanase activity reached 221.5U/g，increased 1.76 times than before optimization.The prediction model indicated high reliability，which could be applied to optimization of xylanase fermentation conditions.

Aspergillus niger；xylanase；solid-state；Box-Benhnken experiment design

TS201.3

A

1002-0306（2014）08-0210-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.039

2013－07－31

鄭虹（1981-），女，碩士研究生，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：微生物。

福建師范大學(xué)福清分校校級(jí)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)基金項(xiàng)目（20110346）；省教育廳A類(lèi)項(xiàng)目（JA12358）。