玉米淀粉和黃漿發(fā)酵羅耳阿太菌雙響應(yīng)值優(yōu)化

張桂弘 李鴻梅 魏 明 閔偉紅

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130118)

玉米淀粉和黃漿發(fā)酵羅耳阿太菌雙響應(yīng)值優(yōu)化

張桂弘 李鴻梅 魏 明 閔偉紅

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130118)

為獲得羅耳阿太菌β-1，3葡聚糖酶和胞外多糖同時(shí)高產(chǎn)的發(fā)酵條件，以玉米淀粉和玉米黃漿作為發(fā)酵培養(yǎng)基的重要組分，以羅耳阿太菌β-1,3葡聚糖酶產(chǎn)量和胞外多糖產(chǎn)量為指標(biāo)，選擇培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間、搖床轉(zhuǎn)速為優(yōu)化因素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面試驗(yàn)進(jìn)行雙響應(yīng)值優(yōu)化，對(duì)所得結(jié)果的三維圖和等高線疊加圖進(jìn)行分析，獲得了雙指標(biāo)同時(shí)達(dá)到最優(yōu)的發(fā)酵條件。結(jié)果表明：接種量5%、培養(yǎng)溫度28.5 ℃、培養(yǎng)時(shí)間7.5 d、搖床轉(zhuǎn)速180 r/min時(shí)，粗酶產(chǎn)量39.96 U/mL，多糖產(chǎn)量18.11 g/L，分別達(dá)到了預(yù)測(cè)值的98.96%和99.27%。

玉米淀粉 玉米黃漿 羅耳阿太菌多糖 β-1,3葡聚糖酶 雙響應(yīng)值 發(fā)酵條件優(yōu)化

吉林省是我國(guó)玉米生產(chǎn)大省，玉米深加工技術(shù)在延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加產(chǎn)品附加值方面發(fā)揮著重要作用，是解決三農(nóng)問題的一個(gè)重要措施。玉米淀粉的生產(chǎn)是玉米深加工的一個(gè)重要方面，其生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的玉米黃漿也含有多種可溶性蛋白、生長(zhǎng)素和一些前體物質(zhì)。本課題組篩得一株能夠在以玉米淀粉、玉米黃漿為碳、氮源的培養(yǎng)基上繁殖并產(chǎn)β-1,3葡聚糖酶和多糖的羅耳阿太菌(AtheliarolfsiiAY6657741)[1]。

羅耳阿太菌多糖(Atheliarolfsiiexopolysaccharides)是由羅耳阿太菌(Atheliarolfsii)發(fā)酵產(chǎn)生的一種胞外多糖[2]，多糖的主鏈由D-吡喃葡萄糖以β-1,3糖苷鍵連接而成，因其具有免疫調(diào)節(jié)[3]、降低膽固醇[4]、降血糖[5]等生理活性，受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。β-1,3葡聚糖酶廣泛存在于動(dòng)物、植物、微生物中，能夠特異性地作用于以β-1,3糖苷鍵連接的多糖聚合體[6]，這一特性賦予該酶水解真菌細(xì)胞壁的能力[7]，使它不但在啤酒生產(chǎn)、果酒釀造以及食品保鮮等行業(yè)中具有重要應(yīng)用[8-9]，而且在糧食作物病蟲害防治領(lǐng)域發(fā)揮重要作用[10]。

本課題組在以玉米淀粉和玉米黃漿培養(yǎng)羅耳阿太菌發(fā)酵產(chǎn)多糖的過程中發(fā)現(xiàn)該菌株同時(shí)分泌β-1,3葡聚糖酶，因此本試驗(yàn)試圖實(shí)現(xiàn)一次發(fā)酵獲得2種產(chǎn)品雙贏，不僅節(jié)約能源，更可提高淀粉產(chǎn)品的附加值，以期在玉米加工工業(yè)發(fā)揮作用，深化且優(yōu)化糧食產(chǎn)業(yè)深加工技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 原料、試劑和設(shè)備

1.1.1 原料

羅耳阿太菌(AtheliarolfsiiAY6657741)由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)室分離純化并石蠟封存。

玉米淀粉：市售；玉米黃漿：黃龍食品有限公司，pH 4.16，蛋白含量4.2 g/L。

1.1.2 試驗(yàn)試劑

PDA培養(yǎng)基(g/L)：馬鈴薯 200，葡萄糖 20，瓊脂 15～20，自然pH。羅耳阿太菌發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L)：玉米黃漿 5%(V/V)，玉米淀粉 30，K2HPO41.0，MgSO4·7H2O 0.5，KCl 0.5，NaNO33.0，檸檬酸 0.5，pH為4.5。SDS-PAGE試劑盒。Tris-Gly電極緩沖液(g/L)：Tris 14.4，甘氨酸3(變性另加SDS 1)。考馬斯亮藍(lán)染色液：50%(V/V)甲醇，0.2%(m/V)考馬斯亮藍(lán)R-250，10%(V/V)乙酸，40%(V/V)H2O?？捡R斯亮藍(lán)脫色液：20%(V/V)甲醇，20%(V/V)乙酸，60%(V/V)H2O。孵育液：100 mL醋酸鉀(50 mmol/L，pH 5.5)溶液中含 0.1 g昆布多糖。顯色液：200 mL NaOH(1.0 mol/L)中含0.3 g 2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)。DNS：稱取6.5 g 3,5-二硝基水楊酸溶于少量水中，移入1 000 mL容量瓶，加入325 mL 2 mol/L NaOH溶液，再加入45 g丙三醇，搖勻，冷卻后定容至1 000 mL。海帶多糖、羅耳阿太菌多糖及透析袋(截留相對(duì)分子質(zhì)量為6 000～8 000)：美國(guó)Sigma公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.1.3 主要儀器設(shè)備

Z36HK赫莫氏低溫冷凍高速離心機(jī)：德國(guó)Hermle公司；DCY-0506低溫恒溫槽：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；FD-1B-50凍干機(jī)：北京博醫(yī)康儀器有限公司；Nicolet 6700傅里葉變換紅外光譜儀：美國(guó)Perkin Elmer公司；V-GES垂直電泳槽、ELITE 300 Plus電泳儀：美國(guó)Wealtec公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

取最優(yōu)條件下發(fā)酵的發(fā)酵液，加入1/3體積pH 5.0 50 mmol/L Tris-HCl，30 ℃振蕩20 min，4 ℃ 8 000 r/min離心30 min，上清液調(diào)節(jié)pH為3.5，4 ℃ 10 000 r/min離心30 min。離心后上清液加1.7倍體積無水乙醇5 ℃醇沉17 h[11]， 取沉淀4 ℃透析過夜，袋內(nèi)物凍干稱重，傅里葉紅外光譜掃描；下層沉淀用高純水復(fù)溶，凝膠電泳。

1.2.2 酶及多糖的測(cè)定

酶活的測(cè)定：以海帶多糖為底物，30 ℃、pH 5.5的條件下用DNS法測(cè)定還原糖的變化以確定酶活[12]。葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=0.462 7x-0.001 9(R2=0.999 6；y為吸光度；x為還原糖含量/mg/mL。

多糖產(chǎn)量(g/L)：?jiǎn)挝惑w積發(fā)酵液中粗多糖質(zhì)量。

1.2.3 羅耳阿太菌發(fā)酵培養(yǎng)的單因素試驗(yàn)

單因素試驗(yàn)在250 mL三角瓶中進(jìn)行，接種量5%，選擇培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間、搖床轉(zhuǎn)速、裝液量作為考察的4個(gè)因素。培養(yǎng)溫度設(shè)定為20、25、30、35、40 ℃，培養(yǎng)時(shí)間設(shè)定為5、6、7、8、9 d，搖床轉(zhuǎn)速設(shè)定為125、150、175、200、225 r/min，裝液量設(shè)定為80、90、100、110、120 mL。每個(gè)水平重復(fù)3次，取其平均值進(jìn)行計(jì)算分析。試驗(yàn)過程中的不變水平為：培養(yǎng)溫度30 ℃、搖床轉(zhuǎn)速175 r/min、裝液量100 mL、培養(yǎng)7 d提取多糖，培養(yǎng)8 d提取酶。

1.2.4 響應(yīng)面法雙指標(biāo)優(yōu)化發(fā)酵條件

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，選取培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間、搖床轉(zhuǎn)速為3個(gè)因素，以粗酶產(chǎn)量和多糖產(chǎn)量為響應(yīng)值，按照表1進(jìn)行試驗(yàn)。

表1 響應(yīng)面分析因素水平表

1.2.5 粗酶液的非變性凝膠電泳及活性染色

分離膠濃度為10%，濃縮膠濃度為5%。電泳后，切取2個(gè)泳道的凝膠做常規(guī)考馬斯亮蘭 R-250 染色。切另外2個(gè)泳道的凝膠用重蒸水沖洗3次，放入 50 mmol/L的醋酸鉀中緩慢振蕩孵育5 min。再將凝膠移入75 mL 50 mmol/L醋酸鉀(含 0.1 g海帶多糖)溶液中30 ℃孵育30 min，用重蒸水沖洗3次，放入200 mL 1 mol/L的NaOH溶液(含 0.3 g TTC)中，加熱至出現(xiàn)紅色條帶為止。

SDS-PAGE采用相同配比的分離膠和濃縮膠。電泳后用考馬斯亮藍(lán)R-250染色，在40 ℃下染色過夜，在80 ℃下脫色1 h，得到條帶清晰的凝膠。對(duì)比活性染色和變性染色結(jié)果，得出目標(biāo)酶的條帶位置。

1.2.6 多糖的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

取羅耳阿太菌胞外多糖1 mg與5 mg KBr混合放入干燥的研缽中，在紅外燈照射下研磨至顆粒大小2.5 μm以下，將樣品粉末放入壓片模具中制得透明的樣品片。利用傅里葉紅外光譜進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，在3 500～600 cm-1條件下掃描獲得光譜圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)酵培養(yǎng)的單因素試驗(yàn)結(jié)果

發(fā)酵培養(yǎng)羅耳阿太菌生產(chǎn)多糖和酶的單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

由圖1a可知，隨著培養(yǎng)溫度的升高，多糖和酶產(chǎn)量都有所提高，當(dāng)溫度達(dá)到30 ℃時(shí)，二者產(chǎn)量幾乎同時(shí)達(dá)到最大值。隨著溫度繼續(xù)上升，二者產(chǎn)量反而下降，這可能是由于溫度過高不利于羅耳阿太菌的生長(zhǎng)，影響了酶和多糖的合成。

由圖1b可知，在發(fā)酵7 d時(shí)，多糖的產(chǎn)量最高，繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，多糖產(chǎn)量下降，這可能是由于在發(fā)酵中后期，培養(yǎng)液中的碳源幾乎耗盡，由β-1,3葡聚糖酶作用的可逆反應(yīng)開始向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，酶催化多糖的水解致使多糖產(chǎn)量下降。也正是如此，這一作用開始促進(jìn)微生物對(duì)酶的積累，在發(fā)酵進(jìn)行的第8天，酶的產(chǎn)量達(dá)到一個(gè)高峰，但后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，菌體生長(zhǎng)進(jìn)入衰亡期，使代謝產(chǎn)物酶的產(chǎn)量急劇下降。

由圖1c可知，在搖床轉(zhuǎn)速為175 r/min時(shí)，多糖和酶產(chǎn)量均達(dá)到峰值。這是由于適當(dāng)?shù)恼袷帟?huì)增加菌體與發(fā)酵液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積，有助于菌株的生長(zhǎng)，因此隨著搖床轉(zhuǎn)速的提高，2個(gè)指標(biāo)都呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于175 r/min后，繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速反而會(huì)導(dǎo)致指標(biāo)產(chǎn)量下降，這可能是由于過高的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致剪切力變大，從而影響多糖和酶穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形成，致使二者產(chǎn)量下降。

圖1 培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間、搖床轉(zhuǎn)速、裝液量對(duì)粗酶和多糖產(chǎn)量的影響

由圖1d可知，裝液量不同時(shí)，2個(gè)指標(biāo)的產(chǎn)量雖有輕微波動(dòng)，但都趨于平穩(wěn)，這可能是由于溶氧率對(duì)該菌種的生長(zhǎng)無顯著影響，因此，不選擇裝液量作為響應(yīng)面的分析因素。

2.2 響應(yīng)面法雙指標(biāo)優(yōu)化最佳發(fā)酵工藝條件

2.2.1 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間、搖床轉(zhuǎn)速作為Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)的3個(gè)因素開展試驗(yàn)，雙指標(biāo)優(yōu)化最佳發(fā)酵條件的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

表2 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

雙指標(biāo)響應(yīng)值所得回歸模型函數(shù)表達(dá)式：

粗酶產(chǎn)量=-305.22+7.96X1+27.01X2+1.45X3+0.24X1X2-7.10E-003X1X3-0.04X2X3-0.15X12-1.76X22-2.64E-003X32(R2=0.982 7)

多糖產(chǎn)量=-58.45+1.48X1+10.72X2+0.18X3-0.02X1X2+2.8E-004X1X3-1.4E-003X2X3-0.02X12-0.67X22-4.92E-004X32(R2=0.987 2)

以上2個(gè)方程的R2值都接近于1，說明通過二次回歸得到的多糖及粗酶產(chǎn)量的模型與試驗(yàn)擬合較好，可靠性高。

2.2.2 響應(yīng)面立體圖及方差分析

響應(yīng)值Y1(粗酶產(chǎn)量)和Y2(多糖產(chǎn)量)擬合模型的方差分析見表3。從表3中可以判斷，培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)粗酶產(chǎn)量影響極顯著，培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間交互作用極顯著，培養(yǎng)溫度和搖床轉(zhuǎn)速與培養(yǎng)時(shí)間和搖床轉(zhuǎn)速交互作用影響顯著，3個(gè)因素的平方均影響極顯著。從響應(yīng)面立體圖(圖2)可知，3個(gè)因素交互作用的立體圖上都存在極值，培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間的側(cè)剖面圖弧度比搖床轉(zhuǎn)速的側(cè)剖面弧度更大，說明培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)模型的影響比搖床轉(zhuǎn)速大；從投影的等高線圖觀察，培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間的等高線圖更接近于橢圓，說明二者的交互作用更加顯著，因此，選擇培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間交互作用的等高線圖展開接下來的分析更有意義。

表3 回歸方程的方差分析

注：**極顯著水平(P<0.01)，*顯著(P<0.05)。

由表3還可以看出，培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間對(duì)多糖產(chǎn)量影響極顯著，3個(gè)因素的平方對(duì)模型的影響均為極顯著。從響應(yīng)面立體圖(圖3)得知，3個(gè)圖像中都存在響應(yīng)值的最大值，所選擇的試驗(yàn)范圍屬于極值附近的小范圍，符合響應(yīng)面適用條件，3個(gè)立體圖側(cè)剖面的弧度顯示培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間的弧度較大，說明培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)模型的影響比搖床轉(zhuǎn)速顯著，立體圖的等高線圖顯示，培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間交互時(shí)，等高線圖為橢圓形，說明二者的交互作用對(duì)模型影響大，其余2個(gè)交互作用的等高線圖趨近圓形，說明對(duì)模型的影響不大，因此，選擇培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間交互作用的等高線圖繪制等高線疊加圖(圖4)。

2.2.3 雙指標(biāo)最優(yōu)發(fā)酵條件的確定及驗(yàn)證

從模型的方差分析顯示，2個(gè)響應(yīng)面都存在對(duì)模型影響較顯著的2個(gè)因素X1和X2，并且它們的交互作用也存在顯著或極顯著的影響，從圖2和圖3可以看出，每個(gè)響應(yīng)面都存在響應(yīng)值較高的因素范圍，將其疊加(圖4)，進(jìn)一步縮小最優(yōu)區(qū)域的范圍。通過SAS軟件優(yōu)化程序[13]，確定出各響應(yīng)值的X1、X2的最優(yōu)范圍。Y1的培養(yǎng)溫度為26.4～29.7 ℃，培養(yǎng)時(shí)間為7.0～8.6 d，Y2的培養(yǎng)溫度為26.1～30.9 ℃，培養(yǎng)時(shí)間為7.2～8.1 d。將二者交互作用的等高線圖疊加，可以直觀地看出2個(gè)指標(biāo)同時(shí)達(dá)到較高水平的區(qū)域，結(jié)合SAS分析結(jié)果和響應(yīng)面的優(yōu)化條件，可以確定出雙指標(biāo)的最優(yōu)發(fā)酵條件為：培養(yǎng)溫度27.92～28.86 ℃，培養(yǎng)時(shí)間7.38～7.53 d，搖床轉(zhuǎn)速178.17～183.29 r/min，此時(shí)羅耳阿太菌多糖產(chǎn)量的理論預(yù)測(cè)值為18.24 g/L，粗酶產(chǎn)量的理論預(yù)測(cè)值為40.38 U。依據(jù)最優(yōu)工藝范圍，為方便操作，選擇培養(yǎng)溫度28.5 ℃，培養(yǎng)時(shí)間7.5 d，搖床轉(zhuǎn)速180 r/min進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明，此條件下粗多糖產(chǎn)量為18.11 g/L，粗酶產(chǎn)量為39.96 U/mL，分別達(dá)到了預(yù)測(cè)值的99.27%和98.96%。試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值接近，誤差較小，說明二次多項(xiàng)式的擬合模型與等高線疊加所得到的優(yōu)化區(qū)域符合試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

圖2 發(fā)酵條件交互作用對(duì)粗酶產(chǎn)量影響的立體分析圖

圖3 發(fā)酵條件交互作用對(duì)粗多糖產(chǎn)量影響的立體分析圖

圖4 羅耳阿太菌發(fā)酵培養(yǎng)條件優(yōu)化的等高線疊加圖

目前，工藝優(yōu)化大多采用均勻設(shè)計(jì)或正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通常為固定其他因素，單一考慮一個(gè)因素為變量的單因素考察法，無法考察多個(gè)因素之間的相互作用，更無法得到適用多個(gè)響應(yīng)值的最優(yōu)工藝條件。響應(yīng)面分析法可以利用二次回歸方程，擬合多個(gè)試驗(yàn)因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系，通過對(duì)回歸方程分析，得到最佳工藝參數(shù)。本試驗(yàn)即采用這一方法實(shí)現(xiàn)了多產(chǎn)物的共贏。

2.3 活性染色確定目的蛋白

同時(shí)對(duì)粗酶液進(jìn)行非變性凝膠電泳的活性染色及SDS-PAGE的考馬斯亮藍(lán)R-250染色。所得結(jié)果如圖5所示，左側(cè)為考馬斯亮藍(lán)R-250染色的蛋白圖譜，右側(cè)為活性染色的對(duì)照?qǐng)D，從圖5可以看出，活性染色圖譜上存在一條顏色較深的條帶，這表明粗酶液中存在具有β-1,3葡聚糖酶活性的蛋白將孵育液中的海帶多糖水解為還原糖。

圖5 考馬斯亮藍(lán)R-250染色與活性染色圖譜

β-1,3葡聚糖酶作為羅耳阿太菌胞外多糖合成的關(guān)鍵酶，影響著多糖的合成同時(shí)促進(jìn)多糖的分解，該酶有可能決定著羅耳阿太菌多糖的產(chǎn)量、結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)[14]，通過蛋白質(zhì)組學(xué)以及基因工程學(xué)手段對(duì)該酶進(jìn)行探究以提高羅耳阿太菌胞外多糖產(chǎn)量和活性是未來研究的方向，本試驗(yàn)也將為這一方面的研究奠定基礎(chǔ)。

2.4 羅耳阿太菌胞外多糖的紅外光譜

羅耳阿太菌胞外多糖的紅外光譜圖見圖6。

圖6 多糖的紅外光譜圖

羅耳阿太菌胞外多糖在食品工業(yè)、石油工業(yè)以及制藥工業(yè)等方面都有重要應(yīng)用，其免疫活性和抗病毒活性吸引了眾多科研工作者的研究興趣。尋找其結(jié)構(gòu)中的功能位點(diǎn)，利用生物工程手段，生產(chǎn)出更多具有活性、有益人類的多糖是我們未來研究的目標(biāo)。

依據(jù)Sutherland[16]提出的胞外多糖合成的一般途徑(Ⅰ底物的吸收；Ⅱ細(xì)胞內(nèi)形成多糖；Ⅲ多糖從細(xì)胞排除)推測(cè)：葡萄糖首先在己糖激酶(HK)的作用下進(jìn)入細(xì)胞，六磷酸葡萄糖在焦磷酸化酶(UGP)的作用下生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-G),與脂質(zhì)作用生成脂質(zhì)焦磷酸葡萄糖，鏈?zhǔn)骄酆厢尫沤沽姿嶂笮纬啥嗵牵c此同時(shí)β-1,3葡聚糖酶合成并發(fā)揮作用，催化主鏈D-吡喃葡萄糖以β-1,3糖苷鍵連接形成羅耳阿太菌多糖。發(fā)酵后期其他碳源耗盡，激發(fā)β-1,3葡聚糖酶活性增強(qiáng)，促進(jìn)多糖降解為葡萄糖小分子，為微生物提供ATP、形成還原型輔酶或?yàn)樯锖铣商峁┲虚g物質(zhì)。目前，關(guān)于羅耳阿太菌β-1,3葡聚糖酶和胞外多糖在生物體中合成規(guī)律的研究依然鮮見。Rapp[17]探究羅耳阿太菌β-1,3葡聚糖酶活性過程中，僅指出發(fā)酵后期碳源耗盡時(shí)，生物體可利用自身分泌的胞外多糖提供碳源。因此，有關(guān)羅耳阿太菌胞外多糖和β-1,3葡聚糖酶更深入的代謝關(guān)系以及多糖合成與其他糖代謝酶的相關(guān)性還有待進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

利用玉米淀粉和玉米黃漿為培養(yǎng)基，成功培養(yǎng)出產(chǎn)羅耳阿太菌胞外多糖和β-1,3葡聚糖酶的羅耳阿太菌，最優(yōu)發(fā)酵條件為：培養(yǎng)溫度28.5 ℃，培養(yǎng)時(shí)間7.5 d，搖床轉(zhuǎn)速180 r/min，多糖產(chǎn)量18.11 g/L，粗酶產(chǎn)量9.96 U/mL。

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Optimization of Corn Starch and Corn Soak Solution FermentingAtheliarolfsiiby Double Response Values

Zhang Guihong Li Hongmei Wei Ming Min Weihong

(College of Food Science and Engineering Jilin Agricultural University, Changchun 130118)

This paper was to obtain the high yield of Athelia rolfsii β-1,3-glucanase and exopolysaccharides at the same time, using corn starch and corn soak solution as important components of culture medium,Atheliarolfsiiβ-1,3-glucanase and exopolysaccharides as indicators, fermentation temperature, fermentation time and stirrer speed as optimizing factors, the double response values of Athelia rolfsii β-1,3-glucanase and exopolysaccharides were optimized by response surface test based on single factor test. The results of response surface stereogram and overlay contour analysis showed that the optimal fermentation conditions were as follows: 5% inoculum size, 28.5 ℃, 7.5 d, 180 r/min. The primary enzyme production was 39.96 U/mL, theAtheliarolfsiiexopolysaccharides production was 18.11 g/L at the same time, reaching 98.96% of predicted primary enzyme production and 99.27% of predicted exopolysaccharides production.

corn starch, corn soak solution,Atheliarolfsiiexopolysaccharide, β-1,3-glucanase, double response values, optimal culture conditions

TQ920.6

A

1003-0174(2016)12-0118-07

吉林省科技發(fā)展計(jì)劃(20126037)

2015-04-10

張桂弘，女，1990年出生，碩士，發(fā)酵工程

李鴻梅，女，1971年出生，教授，制糖工程