海藻酸是一种由a.L一古洛糖醛酸(G)以及其C5差向异构体p.D.甘露糖醛酸(M)组成的共多聚体。海藻酸用途广泛,在食品,饮料,造纸和印刷,生物材料及制药工业中,是不可缺少的稳定剂,胶粘剂和胶体添加剂。海藻酸酶L21,亦称为海藻酸裂解酶,依据其对富M或富G的海藻酸的不同剪切作用分EC4.2.3,聚(M)酶[(1—4).p.D-甘露糖醛酸酶]或EC4.2.2.1.1,聚(G)酶[(1—4)一a—L一古洛糖醛酸酶]。海藻酸酶利用p一消除作用催化海藻酸降解,切割位点在单体间的1—4o.糖苷键,于六元环上的GO与C5之间形成双键,4.O.糖苷键被消除,海藻酸被降解,同时在非还原性末端产生4.脱.L-异丙基.4.enopyranosy.1uronic-六元环型酸。海藻酸酶已被广泛运用于海藻原生质体的制备,食品及海洋经济动物养殖的研究,对海藻酸进行的深入研究,将有利于制造有特殊用途的精细产品。海藻酸酶还可能与化疗药物相结合,用于治疗囊性纤维增生病。本研究从海洋资源中筛选得到能产生海藻酸酶的菌株,进而对其发酵条件进行探讨。
1 材料和方法
1.1 主要培养基
1.1.1 分离纯化培养基
硫酸氨 0.5g,K2HPO4 0.2g,NaCI 3.0g,MgSO4·7H2O 0.1g,FeSO47H2O 0.001g,褐藻酸钠1g,琼脂 2.0g,蒸馏水100mL,pH7.5。
1.1.2 发酵培养基
蛋白胨 0.5g,酵母提取物 0.1g,褐藻酸钠 0.5g,NaC1 0.5g,蒸馏水100 mL,pH7.5。
1.2 菌株的分离与纯化
剪取小段海带,镊取其病烂部位的较小叶片,在无菌海水中漂洗3次,然后分别贴在分离纯化培养基平板上。将培养基置于23℃ 恒温培养48h,再利用梯度稀释进行菌株的分离与纯化。选取11个生长较好的单菌落,编号为1(1),2(1),3(1),4(1),5(1),6(1)及1(2),2(2),3(2),4(2),5(2),做梯度稀释(至10倍),然后10一,10一,10倍分别取0.2、0.3mL,滴于分离纯化培养基上,用涂布器铺匀,置于23℃恒温培养。
1.3 液体菌种培养
将上述11株菌,分为两批。分别接一环菌种于20mL发酵培养基中(100mL三角瓶),23℃摇瓶培养12h。
1.4 产酶的发酵实验
每批均在100 mL三角瓶中,装入pH 7.5的发酵培养液30mL,并且按照2.5% 的接种量接入液体菌种,于25℃下恒温摇瓶培养144h,测定发酵液的酶活力。
1.5 标准曲线的绘制
参照3,5一二硝基水杨酸法测定纤维素酶活力的方法。称取干燥至恒量的葡萄糖醛酸100mg,溶解定容至100mL。分别吸取0.2,0.4,0.6,0.8,1.0mL的葡萄糖醛酸溶液于5支比色管中,同时吸取1.0mL蒸馏水于另1支作空白,其他均用水稀至1mL。再分别加入3mL的3,5.二硝基水杨酸显色剂,于沸水中煮沸显色15 min,冷却,各加入蒸馏水定容至25 mL,摇匀,用722S型分光光度计于350nrn处测光密度。取平均值,以光密度为纵坐标,葡萄糖醛酸毫克数为横坐标,绘制标准曲线。
1.6 酶的活力测定
3,5一二硝基水杨酸法测定酶活力,利用比色法测定酶解后还原产物的生成量,以表示酶的活力。具体为:吸取1mL发酵液,2mL 1%褐藻酸钠溶液(pH7.0的1/15N 的磷酸缓冲液配制),于试管中混匀,并且,以1mL蒸馏水替代发酵液做空白对照实验。置于40摄氏度水浴糖化30 min,取出后立即于沸水中煮沸15 min使酶失活。冷却,过滤,吸取1 mL滤液于比色管中,加入3.5一二硝基水杨酸显色剂3mL,再沸水浴15min,冷却,用蒸馏水定容至25mL,混匀,在550nm下测光密度(用蒸馏水调零)。酶活力单位定义为,在实验条件下,每毫升酶发酵液每分钟催化底物生成1g还原糖所需的量。