2.3解淀粉芽孢桿菌GSBa-1的生長(zhǎng)和產(chǎn)酶活力曲線圖
圖4解淀粉芽孢桿菌GSBa-1生長(zhǎng)(A)和產(chǎn)酶活力(B)曲線
由圖4A可知,OD600nm值顯示菌株LB-51在液體培養(yǎng)基中0~4 h生長(zhǎng)速率緩慢,菌體生物量幾乎不增加,處于遲緩期;在4~12 h時(shí)生長(zhǎng)速率最快,菌體細(xì)胞以幾何級(jí)數(shù)速率分裂,處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期;在12~24 h時(shí)菌體量隨時(shí)間變化不大,基本保持平衡,處于穩(wěn)定期;24 h以后菌體量迅速減少,菌體死亡速率超過新生的速率,處于衰亡期,一般是由于營養(yǎng)成分不足和后期代謝產(chǎn)物的增加導(dǎo)致環(huán)境變化引起的。由圖4B可知,菌株GSBa-1產(chǎn)凝乳酶在其對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期內(nèi)產(chǎn)量很少,隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng),產(chǎn)酶量也逐漸增加,在24~60 h之間產(chǎn)酶增加量不明顯;但隨著時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng),產(chǎn)酶活力明顯提高,在72 h時(shí)達(dá)到最大值,凝乳活力為(431.53±15.89)SU/mL,同時(shí)蛋白水解活力為(5.05±0.59)U/mL;之后酶活力逐漸降低,蛋白水解活力與凝乳活力變化趨勢(shì)基本相同。
2.4解淀粉芽孢桿菌GSBa-1凝乳酶的凝乳活性評(píng)價(jià)
圖5解淀粉芽孢桿菌GSBa-1凝乳酶、凝乳反應(yīng)和乳清析出
由圖5A可知,菌株GSBa-1凝乳酶粗酶為淺灰色,蓬松棉絮狀。由圖5B可知,相同的酶質(zhì)量濃度條件下,GSBa-1凝乳酶比商業(yè)酶凝乳反應(yīng)時(shí)間稍長(zhǎng),凝塊結(jié)實(shí)且富有彈性。由圖5C可知,凝塊收縮且都伴有乳清析出現(xiàn)象,和商業(yè)酶相比,菌株GSBa-1凝乳酶乳清析出反應(yīng)不明顯。在凝乳反應(yīng)中,2 mg/mL GSBa-1凝乳酶液凝乳時(shí)間為78 s,即凝乳活力為307.69 SU/mL,菌株GSBa-1粗酶單位酶活力為1.54×105SU/g;相同質(zhì)量濃度條件下商業(yè)凝乳酶凝乳時(shí)間為36 s,單位酶活力為3.16×105SU/g。
3討論與結(jié)論
從傳統(tǒng)安全食品宮廷奶酪的凝乳劑(江米酒酒曲)中分離篩選產(chǎn)凝乳酶的優(yōu)良菌株對(duì)發(fā)掘傳統(tǒng)飲食文化遺產(chǎn)、豐富產(chǎn)凝乳酶微生物菌源和緩解干酪加工所需凝乳酶緊張的供應(yīng)狀態(tài)有著重要的理論和實(shí)踐意義。國內(nèi)已初步開展了酒曲中產(chǎn)凝乳酶微生物的分離篩選。劉振民等采用酒藥作為分離源,篩選出高產(chǎn)凝乳酶霉菌菌株M10,并對(duì)該菌發(fā)酵產(chǎn)酶條件進(jìn)行了優(yōu)化研究。滕國新等對(duì)酒曲中產(chǎn)凝乳酶微生物進(jìn)行了分離純化研究,結(jié)果表明根霉菌為酒曲中產(chǎn)凝乳酶優(yōu)勢(shì)菌。程巧玲等從酒曲中篩選得到一株霉菌、一株酵母菌和兩株細(xì)菌,并確定霉菌為產(chǎn)凝乳酶優(yōu)勢(shì)菌。本實(shí)驗(yàn)借鑒前人的研究經(jīng)驗(yàn),通過對(duì)酒曲中微生物的分離純化,共得到11株細(xì)菌和2株真菌;采用酪蛋白平板法初篩和不同液體培養(yǎng)基發(fā)酵復(fù)篩出一株產(chǎn)凝乳酶優(yōu)勢(shì)菌株LB-51。根據(jù)形態(tài)學(xué)觀察、生理生化實(shí)驗(yàn)和16S rDNA分子生物學(xué)鑒定該菌株為解淀粉芽孢桿菌,并命名為解淀粉芽孢桿菌GSBa-1。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酒曲中存在高產(chǎn)凝乳酶細(xì)菌菌株,與前人報(bào)道的霉菌是產(chǎn)凝乳酶優(yōu)勢(shì)菌株不一致,這可能與酒曲來源及種類有關(guān)。
液體LB培養(yǎng)基作為實(shí)驗(yàn)菌株GSBa-1適宜的發(fā)酵產(chǎn)凝乳酶培養(yǎng)基,該菌株在此培養(yǎng)基中發(fā)酵產(chǎn)凝乳酶的凝乳活力于72 h時(shí)達(dá)到最大值,為(431.53±15.89)SU/mL,且蛋白水解活力為(5.05±0.59)U/mL。凝乳酶的C/P值(凝乳活力與蛋白水解活力的比值)是干酪加工中凝固劑的一個(gè)重要的效率指標(biāo)。有研究表明凝乳酶的C/P值在100~200之間時(shí),凝乳效果最佳,本實(shí)驗(yàn)菌株GSBa-1所產(chǎn)凝乳酶的C/P值為85.45,與上述比值接近,說明該實(shí)驗(yàn)菌株所產(chǎn)凝乳酶適用于干酪的加工。將該菌株在最大產(chǎn)酶活力時(shí)進(jìn)行凝乳酶的提取并冷凍干燥成凝乳酶凍干粉。通過菌株凝乳酶與商業(yè)凝乳酶做凝乳效果對(duì)比分析結(jié)果顯示,該菌株凝乳酶與商業(yè)凝乳酶凝乳效果相接近,凍干粉酶活力為1.54×105SU/g與商業(yè)凝乳酶活力(3.16×105SU/g)相差不大,后期可對(duì)菌株凝乳酶進(jìn)行分離純化以獲得更高酶活力的純凝乳酶,并進(jìn)行酶學(xué)特性和相關(guān)的凝乳機(jī)理研究。此外,分離篩選的純種解淀粉芽孢桿菌GSBa-1來源于酒曲,與同來源于酒曲中的真菌相比,具有發(fā)酵易于控制,產(chǎn)物易于提取分離等優(yōu)勢(shì),更具備產(chǎn)業(yè)化開發(fā)應(yīng)用的潛力。
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