兩株劍麻脫膠酶生產(chǎn)菌的培養(yǎng)條件優(yōu)化

蔡莉,項本平，袁煜

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境與材料工程系，江蘇江陰214405）

劍麻，又名菠蘿麻，原產(chǎn)地為墨西哥，是目前全世界范圍內(nèi)用量最大且運(yùn)用范圍最廣泛的硬質(zhì)纖維之一[1]。劍麻具有質(zhì)地堅硬、彈性佳、耐磨耐腐蝕、良好的吸濕透濕性等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、漁業(yè)、冶金、運(yùn)輸?shù)雀鞣N行業(yè)[2-3]。

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，越來越多的消費(fèi)者在選購衣物材質(zhì)時較為重視是否為天然纖維，因此麻類衣物以其分子結(jié)構(gòu)松散、質(zhì)地輕盈、透氣性好、涼爽舒適、手感柔軟備受消費(fèi)者歡迎。目前用來做衣服的麻類主要是亞麻、苧麻和羅布麻三類，為拓展麻類應(yīng)用，本文嘗試以劍麻作為實(shí)驗對象，但劍麻的纖維多為短纖維，還含有膠質(zhì)等雜質(zhì)，這些膠質(zhì)使得劍麻纖維結(jié)合得更為致密，因此劍麻纖維往往既粗又硬，不適合直接用來紡紗[4-6]。在用劍麻紡紗前必須先脫膠，該步驟是劍麻纖維處理的關(guān)鍵一環(huán)，既要保證去除大部分膠質(zhì)，又要使纖維更加柔軟[7]。本文主要以兩株劍麻脫膠酶生產(chǎn)菌作為實(shí)驗對象，研究了培養(yǎng)基中菌液的生物量對酶的產(chǎn)量的影響以及優(yōu)化種子液的培養(yǎng)條件，最終為劍麻的脫膠利用提供進(jìn)一步的數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試菌種、材料來源

TJM-3 和TJM-6 劍麻脫膠菌菌種均由本團(tuán)隊選育保藏；試驗試劑均為生化試劑。

1.2 培養(yǎng)基

平板、斜面培養(yǎng)基：5%葡萄糖、0.5%硝酸銨、0.5%酵母膏、2%瓊脂。

種子液培養(yǎng)基：15%葡萄糖、1%酵母膏、0.1%氯化鈉、0.5%酵母膏。

1.3 試驗方法

分別探討以不同碳源（果糖、乳糖、葡萄糖、玉米淀粉、蔗糖）、氮源（牛肉膏、蛋白胨、硝酸銨、玉米漿、酵母粉）、培養(yǎng)溫度(28℃、32℃、36℃、38℃和40℃)、微生物接種量(1%、3%、5%、7%、10%)及培養(yǎng)時間(4 h、8 h、12 h、16 h、20 h、24 h）為變量，其他培養(yǎng)條件不變的情況下，測定兩株微生物的生物量變化[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同碳源對兩株菌種生長的影響

其余初始條件不變，探討不同碳源（果糖、乳糖、葡萄糖、玉米淀粉、蔗糖）對兩株菌種的生物量變化。

圖1 不同碳源對兩株菌種生長的影響

由圖1 可知，碳源對于微生物生物量的影響較大，TJM-3 的最佳碳源為葡萄糖，TJM-6 的最佳碳源為乳糖。

2.2 不同氮源對兩株菌種生長的影響

在優(yōu)化碳源基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討氮源（牛肉膏、蛋白胨、硝酸銨、玉米漿、酵母粉）對TJM-3 和TJM-6 劍麻脫膠菌菌種生物量的影響。

圖2 不同氮源對兩株菌種生長的影響

由圖2 可知，微生物生物量易受氮源種類的影響，TJM-3的最佳氮源為玉米漿，TJM-6的最佳氮源為牛肉膏。

2.3 不同接種量對兩株菌種生長的影響

在固定了碳源、氮源的基礎(chǔ)上，考查不同微生物接種量(1%、3%、5%、7%、10%)對菌種生物量的影響變化。

圖3 不同接種量對兩株菌種生長的影響

由圖3 可知，微生物接種量越大，微生物的增長速度越快，當(dāng)接種量超過一定限度后，生物量就不再增加，TJM-3 的最佳接種量為7%，TJM-6 的最佳接種量為5%。

2.4 不同培養(yǎng)時間對兩株菌種生長的影響

培養(yǎng)時間的長短對于微生物的生長繁殖起著至關(guān)重要的影響，遂探討不同培養(yǎng)時間(4 h、8 h、12 h、16 h、20 h、24 h）對于菌種生物量的影響變化。

圖4 不同培養(yǎng)時間對兩株菌種生長的影響

由圖4可知，培養(yǎng)時間越長，微生物生物量也越大，TJM-3的最佳培養(yǎng)時間為20 h，TJM-6的最佳培養(yǎng)時間為16 h。

3 結(jié)論

微生物生長的環(huán)境將直接影響微生物生物量的變化，最終優(yōu)化的培養(yǎng)條件：TJM-3 劍麻脫膠菌的最佳碳源是葡萄糖，最佳氮源為玉米漿，最優(yōu)接種量為7%，最佳菌種培養(yǎng)時間為20 h；TJM-6劍麻脫膠菌的最佳碳源是乳糖，最佳氮源為牛肉膏，最優(yōu)接種量為5%，最佳菌種培養(yǎng)時間為16 h。上述條件下培養(yǎng)菌種對應(yīng)的生物量均提高較大，為下一步脫膠酶的分泌奠定良好的基礎(chǔ)。