CN108531418A - 一种壳聚糖酶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种壳聚糖酶的制备方法。以蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)116为出发菌株,并通过优化培养条件经液体发酵制备出一种胞外壳聚糖酶,发酵液中壳聚糖酶酶活可达40‑80U/mL,发酵液经冷冻离心,硫酸铵分级沉淀,DEAE‑Sepharose Fast Flow离子交换层析,浓缩,冷冻干燥后得到固态壳聚糖酶。
Description
技术领域
本发明涉及菌种发酵制备酶技术领域,特别是涉及一种壳聚糖酶 的制备方法。
背景技术
壳聚糖是由氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的碱性多 糖,具有诸多优良特性,如增粘性、保湿性、生物相容性等,但由于 壳聚糖溶解性差,限制了其应用范围。其水解产物壳寡糖,具有良好 的溶解性,更易被生物机体吸收,在农业、食品、医疗、保健品、化 妆品等多个领域均有很好的应用。
壳聚糖的降解工艺主要有化学降解法和酶解法。酶法降解壳聚 糖,相对于目前常用的化学降解法,具有条件温和易控、功能性寡糖 得率高、不易造成环境污染等优势。壳聚糖酶是一种专一性降解壳聚 糖分子间β-1,4糖苷键的酶,广泛分布在细菌、真菌、放线菌等微生 物中,但由于产酶量及酶活性普遍较低,导致酶法制备壳寡糖生产成 本居高不下,因此难以满足壳寡糖生产的需要。
发明内容
本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种壳聚糖酶的制备方 法。本发明以蜡状芽孢杆菌116为出发菌株,该菌株能够诱导性分泌 一种胞外壳聚糖酶,其培养条件经优化后,发酵上清液中壳聚糖酶酶 活可达40-80U/mL。以此发酵液为粗酶液,确立了壳聚糖酶的分离纯 化方法,包括冷冻离心,硫酸铵分级沉淀,阴离子交换层析,经浓缩、 冷冻干燥后得到固态壳聚糖酶。该方法相对于常用的二次层析制备方 法,具有简单易行,成本较低的优势。
本发明的一种壳聚糖酶的制备方法技术方案为,采用蜡状芽孢杆 菌116发酵后进行分离纯化得到壳聚糖酶。
所述的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)116,分类命名:蜡样芽 孢杆菌116(Bacillus cereus 116),保藏于中国典型培养物保藏中心, 地址:中国武汉,武汉大学,邮编:430072,保藏编号是:CCTCC NO: M2017803,保藏日期是2017年12月18日。
所述的蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)116斜面培养基(w/v): 硫酸铵0.5%,磷酸氢二钾0.2%,氯化钠0.5%,硫酸镁0.1%,粉末壳 聚糖1.0%,琼脂2.0%,pH 6-7;
种子培养基(w/v):蛋白胨0.5%,粉末壳聚糖0.5%,葡萄糖0.1%, 氯化钠0.5%,磷酸氢二钾0.07%,磷酸二氢钾0.03%,酵母粉0.3%, 硫酸镁0.05%,pH 6-7;
产酶培养基(w/v):粉末壳聚糖1.5%,葡萄糖0.1%,硫酸铵2.0%, 氯化钠0.5%,磷酸氢二钾0.07%,磷酸二氢钾0.03%,酵母粉0.3%, 硫酸镁0.05%,pH 6-7。
发酵温度为30-32℃,发酵初始pH为6-7,发酵时间55-72h。
所述的分离纯化步骤包括冷冻离心,硫酸铵分级沉淀,阴离子交 换层析,浓缩,干燥。
所述的冷冻离心具体为:将发酵液在4-8℃,5000-10000rpm离 心5-20min,弃去沉淀,获得发酵上清液。
所述的硫酸铵分级沉淀具体为:向发酵上清液中缓慢加入硫酸 铵,边加边搅拌,使溶液中硫酸铵饱和度达到35%,4℃静置过夜后 6000rpm冷冻离心10min,去除杂蛋白;在上清液中继续加入硫酸铵, 使其饱和度达到90%,4℃静置过夜后6000rpm冷冻离心10min,边 加边搅拌,弃去上清,将沉淀重悬于pH7.5,50mmol/L的PBS缓冲 液,把所得蛋白质溶液转移至透析袋中,在相同缓冲液中4℃透析24 h(定时更换缓冲液)。
所述的阴离子交换层析具体为:将透析后的样品加入到已用PBS 缓冲液平衡的DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换层析柱,先用 3-5倍柱床体积的PBS缓冲液洗脱,再用含0-1mol/L氯化钠的PBS 缓冲液进行线性梯度洗脱,收集洗脱液,经酶活力检测后收集有酶活 组分。
将有酶活组分经浓缩、冷冻干燥后制得固态壳聚糖酶。
本发明的有益效果为:本发明采用蜡状芽孢杆菌116发酵后进行 分离纯化得到壳聚糖酶,采用该菌株发酵生产的壳聚糖酶酶活力较 高,培养条件经优化后,发酵液壳聚糖酶酶活可达40-80U/mL;该 菌株以粉末壳聚糖作为产酶诱导物,较之常用的胶体壳聚糖具有操作 简便、成本较低等优势;发酵液经简单的离心或过滤处理后,即可直 接用于壳聚糖的酶解,因此该菌株在壳聚糖酶的工业化生产中具有极 大的应用潜力;壳聚糖酶的分离纯化步骤简单易行,成本较低,主要 包括冷冻离心,硫酸铵分级沉淀,DEAE-Sepharose FastFlow阴离 子交换层析。
附图说明:
图1所示为本发明菌株蜡状芽孢杆菌116的菌落形态;
图2所示为本发明菌株显微形态(×1000);
图3所示为本发明菌株蜡状芽孢杆菌116的系统发育进化树;
图4所示为碳源对菌株蜡状芽孢杆菌116产壳聚糖酶的影响;
图5所示为氮源对菌株蜡状芽孢杆菌116产壳聚糖酶的影响;
图6所示为温度对菌株蜡状芽孢杆菌116产壳聚糖酶的影响;
图7所示为初始pH对菌株蜡状芽孢杆菌116产壳聚糖酶的影响;
图8所示为发酵时间对菌株蜡状芽孢杆菌116产壳聚糖酶的影响;
图9所示为装液量对菌株蜡状芽孢杆菌116产壳聚糖酶的影响;
图10所示为接种量对菌株蜡状芽孢杆菌116产壳聚糖酶的影响;
图11所示为壳聚糖酶液的DEAE-Sepharose Fast Flow柱洗脱曲线, 其中,■-蛋白质浓度;○-520nm吸光值;
图12所示为壳聚糖酶的SDS-PAGE图,其中,1-经离子交换层析纯化 的酶液;2-经硫酸铵沉淀纯化的酶液;3-粗酶液;M-标准蛋白样品;
图13所示为pH对壳聚糖酶活力的影响;
图14所示为pH对壳聚糖酶稳定性的影响;
图15所示为温度对壳聚糖酶活力影响;
图16所示为温度对壳聚糖酶稳定性的影响;
图17所示为酶促反应米氏常数和最大反应速率的测定;
具体实施方式:
为了更好地理解本发明,下面用具体实例来详细说明本发明的技 术方案,但是本发明并不局限于此。
以下实施例中,离子交换树脂DEAE Sepharose Fast Flow购自 GE Healthcare公司。壳聚糖(脱乙酰度90~95%)购自上海生工生 物工程股份有限公司。蛋白质分子量标准品购自北京天根生化科技有 限公司。实验所用试剂均为分析纯。
实施例1
所述的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)116,保藏于中国典型培 养物保藏中心,地址:中国武汉,武汉大学,邮编:430072,保藏编 号是:CCTCC NO:M2017803,保藏日期是2017年12月18日。
菌株116在斜面培养基上培养72h后,菌落呈灰白色、无光泽、 不透明、边缘不规则、圆形或近圆形,菌落直径2~4mm左右(说明 书附图图1);菌株革兰氏染色呈阳性(说明书附图图2),菌体为杆 状,两端钝圆,产芽孢,芽孢着生在菌体中间或侧端。
菌株116生理生化实验结果如表1所示,菌株10%NaCl生长实验、 甘露醇、山梨醇利用实验、吲哚实验及H2S实验结果为阴性,其余均 为阳性结果。
综合上述理化实验结果,并结合形态学观察,鉴定菌株116为芽 孢杆菌属(Bacillus sp.)。
表1菌株116生理生化特征
菌株的分子生物学鉴定
菌株116经PCR扩增获得16S rDNA的部分序列,长度为1512bp, 通过BLAST程序与GenBank数据库中的序列比对,构建系统发育进化 树,结果如说明书附图图3所示,菌株116与蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)的同源关系最近,结合形态学及生理生化实验结果,确定菌 株116为蜡状芽孢杆菌。
实施例2
菌株培养
(1)斜面培养:取保存的蜡状芽孢杆菌116菌株接种于试管斜面培养 基上,30-32℃培养2-3d;所述的斜面培养基(w/v):硫酸铵0.5%, 磷酸氢二钾0.2%,氯化钠0.5%,硫酸镁0.1%,粉末壳聚糖1.0%,琼 脂2.0%,pH 6-7;
(2)种子活化:取斜面保存的蜡状芽孢杆菌116菌株接种于种子培养 基中,30-32℃,150rpm转速下培养24h,制得活化种子液;所述的 种子培养基(w/v):蛋白胨0.5%,粉末壳聚糖0.5%,葡萄糖0.1%, 氯化钠0.5%,磷酸氢二钾0.07%,磷酸二氢钾0.03%,酵母粉0.3%, 硫酸镁0.05%,pH 6-7;
(3)发酵产酶:将活化的种子液接入发酵产酶培养基中,30-32℃, 150rpm转速下培养60-72h;所述的发酵产酶培养基(w/v):粉末壳 聚糖1.5%,葡萄糖0.1%,硫酸铵2.0%,氯化钠0.5%,磷酸氢二钾 0.07%,磷酸二氢钾0.03%,酵母粉0.3%,硫酸镁0.05%,pH 6-7。 壳聚糖酶活力的测定
取0.1mL适当稀释的酶液,加入1mL 0.2mol/L pH 5.6醋酸- 醋酸钠缓冲液,0.9mL1%胶体壳聚糖(0.2mol/L,pH 5.6醋酸缓 冲液),于50℃保温15min后加入3,5-二硝基水杨酸(DNS)1.5mL 终止反应,沸水浴5min显色,冷却后定容至25mL,过滤后测定520 nm波长处的吸光度,以等量煮沸灭活的酶液作为空白对照。每毫升 酶液每分钟催化生成1μmol还原糖(以氨基葡萄糖计算)所需的酶 量为1个酶活单位(U)。
实施例3
发酵产酶条件优化
所用的相对酶活力计算方法:每组中所测样品酶活力:每组中的 最大样品酶活力×100%。
(1)碳源对菌株产酶的影响
碳源是构建微生物细胞以及合成各种代谢产物的原料,也是微生 物获取能量的主要来源。分别以胶体壳聚糖、可溶性淀粉、葡聚糖、 麦芽糖、蔗糖、乳糖替代发酵产酶培养基中的粉末壳聚糖,考察碳源 对发酵产酶的影响,结果如说明书附图图4所示,粉末壳聚糖最利于 该菌株发酵产酶
(2)氮源对菌株产酶的影响
氮源作为构成菌体蛋白质、核酸以及其它氮素化合物的材料,对 微生物生长发育和代谢具有重要意义。分别以硝酸铵、尿素、蛋白胨、 硝酸钾替代产酶培养基中的硫酸铵,考察氮源对发酵产酶的影响。结 果入说明书附图图5可以看出,以蛋白胨为氮源时壳聚糖酶活力最 高,其次是硫酸铵和硝酸铵,相对酶活力分别达到99%和83%。综合 考虑成本和产率两方面,本发明选用无机氮源硫酸铵作为发酵氮源。
(3)温度对菌株产酶的影响
设定菌株发酵温度分别为28℃、30℃、32℃、34℃、36℃,测 定发酵液的酶活力,考察温度对发酵产酶的影响。由说明书附图图6 可以看出,32℃时该菌株发酵产酶活力最高,随着温度的升高或降低, 酶活力均呈下降的趋势。
(4)初始pH对菌株产酶的影响
将产酶培养基初始pH分别调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、 7.5、8.0、8.5,对菌株进行发酵培养,测定发酵液的酶活力,考察 初始pH对发酵产酶的影响。由说明书附图图7可以看出,初始pH对 菌株发酵产酶影响显著,当初始pH调节为6.0,更适于该菌株产壳 聚糖酶。
(5)发酵时间对菌株产酶的影响
将菌株接入产酶培养基中,分别以24h、36h、48h、60h、 72h、84h、96h、108h作为菌株培养时间,测定发酵液酶活力, 考察发酵时间对菌株产酶的影响。在不同发酵时间测定该菌株的产酶 活性,结果说明书附图图8所示,菌株发酵24h即能检测到壳聚糖 酶活力,随着发酵时间延长至72h,发酵液中酶活力达到最高,随 后酶活力呈下降趋势。
(6)装液量对菌株产酶的影响
将500mL三角瓶的培养基装液量分别设为50mL、80mL、100mL、 120mL、150mL、180mL,对菌株进行培养,考察装液量对发酵产酶 的影响。结果如说明书附图图9所示,500mL三角瓶中装液量为120 mL时,菌株产酶活力最高,随着装液量的增加或减少,酶活力都会 受到影响。
(7)接种量对菌株产酶的影响
将种子液以不同接种量2%、4%、6%、8%、10%接入产酶培养基中, 测定发酵液酶活力,考察接种量对发酵产酶的影响。接种量对菌株发 酵产酶影响不大,如说明书附图图10所示,在接种量为4%时,相对 酶活力最高,随着接种量的增加,相对酶活力随之下降,但趋势较缓, 当接种量为10%时,相对酶活力仍保持在90%以上。
(8)正交实验设计
以最适碳源添加量、最适氮源添加量、温度、初始pH、发酵时 间、装液量、接种量为因素,设计七因素三水平正交实验,确定最适 发酵条件。综合单因素实验结果,以粉末壳聚糖添加量、硫酸铵添加 量、初始pH、温度、发酵时间、装液量、接种量为因素,进行L18(37) 正交实验,结果如表2所示,在实验的7个因素中,初始pH、发酵 时间、硫酸铵添加量极差R值较大,其余因素极差R值较小,由此可 见对产壳聚糖酶活力影响较大的3个因素依次为初始pH、发酵时间、 硫酸铵添加量。由K值结果显示,该菌株最适产酶发酵条件为粉末壳 聚糖添加量1.5%,硫酸铵添加量3%,初始pH 6.0,温度32℃,发酵 72h,500mL三角瓶中装液量120mL,接种量4%,在此最适产酶发 酵条件下,蜡状芽孢杆菌116发酵液中壳聚糖酶酶活力可达43.89 U/mL。
表2L18(37)正交实验结果分析
实施例4发酵罐培养蜡状芽孢杆菌116发酵产酶
种子活化后,采用优化后的培养基和培养条件,用16L罐发酵, 控制发酵过程中pH6.0,培养温度32℃,、通风搅拌发酵55h,搅拌 速度为180rpm,通风比为1:0.8,发酵上清液中壳聚糖酶活力为 71.25U/mL,发酵液经过滤处理后,收集上清液,可直接用于壳聚糖的酶解。
实施例5
壳聚糖酶的分离纯化
1.硫酸铵分级沉淀
向粗酶液中缓慢加入硫酸铵,使溶液中硫酸铵饱和度达到35%, 4℃静置过夜后6000r/min冷冻离心10min,去除沉淀。在上清液中 继续加入硫酸铵,使其饱和度达到90%,4℃静置过夜后6000r/min 冷冻离心10min,弃去上清,将沉淀重悬于PBS缓冲液(pH 7.5,50mmol/L磷酸盐缓冲液),把所得蛋白质溶液转移至透析袋中,在相同 缓冲液中4℃透析24h(定时更换缓冲液)。
2.DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换层析
将透析后的样品加入到用PBS缓冲液预平衡的DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换层析柱(3×20cm),先用3倍柱床体积的PBS 缓冲液洗脱至OD 280不变,再用含0-1mol/L氯化钠的PBS缓冲液 进行线性梯度洗脱,体积流量为1mL/min,每管收集6mL,经酶活 力检测后收集有酶活组分。
3.SDS-PAGE检测壳聚糖酶纯度及分子量
采用不连续垂直板电泳系统,浓缩胶浓度为5%,分离胶浓度为 12%,缓冲体系为pH 8.3的Tris-甘氨酸缓冲液。
结果如说明书附图图11所示,经检测,洗脱下来的蛋白峰中只 有一个峰具有壳聚糖酶活力,将不同纯化步骤后的酶液及标准分子量 蛋白样品进行SDS-PAGE检测,结果如说明书附图图12所示,经离子 交换层析后,壳聚糖酶在SDS-PAGE下只显示一条蛋白质谱带,表明 该酶已达到电泳纯,对应于标准蛋白样品分子量的迁移率,得出该酶 分子量约为43.7kDa。根据实验数据计算壳聚糖酶分步分离纯化结 果,如表3所示,经纯化后,壳聚糖酶的纯化倍数为9.55倍,酶活 回收率为57.88%。
表3壳聚糖酶分离纯化结果
实施例6
壳聚糖酶的酶学性质分析
1.pH对壳聚糖酶活性及酶的稳定性的影响
分别以不同pH缓冲液配制底物和稀释酶液,然后测其酶活力, 考察pH对壳聚糖酶活力的影响;将壳聚糖酶置于不同pH缓冲液中, 4℃保持30min,然后测其残余酶活力,考察pH对壳聚糖酶稳定性 的影响。如说明书附图13、14所示。该酶最适pH为5.6,当pH高 于5.6时,其活性迅速下降,pH为6.0时,相对酶活力已降至60% 以下,壳聚糖酶在pH 3.6~5.6范围内有较好的催化活力,4℃下维 持30min,该酶相对酶活力仍能保持85%以上。
2.温度对壳聚糖酶活性及酶的稳定性的影响
将壳聚糖酶液置于不同温度下测其活力,考察温度对壳聚糖酶活 力的影响;在不同温度下,将壳聚糖酶液保温1h,然后测其残余酶 活力,考察温度对壳聚糖酶稳定性的影响。如说明书附图15、16所 示,该酶最适反应温度为50℃,在40~55℃范围内,该酶仍能保持 较好的酶活力,相对酶活力在85%以上;该酶在低于40℃时酶活力较 为稳定,但当温度升至50℃时,温浴1h后酶活即完全丧失。
分离纯化的壳聚糖酶分子量为43.7kDa,这与现有技术的芽孢 杆菌属菌株所产壳聚糖酶的分子量25~45kDa范围较为一致,但该 酶的pH稳定范围在pH 3.6-5.6,较其它壳聚糖酶更加耐酸,此外, 当pH升为7.0时,相对酶活力仍能保持在70%以上,可见该酶与其它芽孢杆菌属所产壳聚糖酶相比,不仅对较低的pH环境有耐受能力, 而且对pH的适应范围也相对较宽。
3.金属离子对壳聚糖酶活性的影响
在酶反应体系中分别加入不同金属离子,使其终浓度达到5 mmol/L,4℃保持4h,然后测其酶活力,考察金属离子对壳聚糖酶 活力的影响。
添加不同金属离子(5mmol/L)对壳聚糖酶酶活力的影响如表4所 示,反应体系中Mn2+对该酶有强烈的激活作用,酶活提高了1.12倍。 Mn2+可能参与到壳聚糖酶活性中心的构建,即通过结合酶活性中心以 外的部位,增大酶与底物之间的亲和力,使酶活力得到增强。而金属 离子Cu2+、Ni2+、Fe3+、Ag+对壳聚糖酶有不同程度的抑制作用,酶活分 别降低了33%、29%、28%、35%。由于重金属离子的螯合作用,干扰 了酶对底物的降解,从而导致酶活下降。因此,在以后对该酶的使用 过程中,要严格注意反应体系中金属离子的存在状况。
表4金属离子对壳聚糖酶活力的影响
4.壳聚糖酶的底物特异性
分别以胶体壳聚糖、葡聚糖、羧甲基纤维素、甲壳素为底物,考 察不同底物对壳聚糖酶活力的影响。
在酶反应体系中分别以1%胶体壳聚糖、葡聚糖、羧甲基纤维素 和甲壳素作为底物,以考察菌株116所产壳聚糖酶对不同底物的降解 特性。结果如表5所示,该酶只对胶体壳聚糖具有降解活性,对葡聚 糖、羧甲基纤维素和甲壳素均没有降解作用。
表5壳聚糖酶的底物特异性
5.壳聚糖酶动力学参数的测定
在壳聚糖酶活力测定体系中,改变底物胶体壳聚糖溶液浓度,以 底物浓度的倒数为横坐标(1/[S]),反应速度的倒数为纵坐标(1/V), 按照Lineweaver-Burk法作图,求得米氏常数(Km)和最大反应速率(Vmax)。
采用双倒数作图法(Lineweaver-Burk)对该酶动力学参数进行 测定,结果如说明书附图17所示,经线性拟合后,求得该酶的米氏 常数(Km)为11.10mg/mL,最大反应速率(Vmax)为1.38μmol/min·mL。
Claims (9)
1.一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,采用蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)116发酵液进行分离纯化得到壳聚糖酶。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,所述的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)116,保藏在中国典型培养物保藏中心,保藏编号是CCTCC NO:M2017803,保藏日期是2017年12月18日。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,所述的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)116斜面培养基(w/v):硫酸铵0.5%,磷酸氢二钾0.2%,氯化钠0.5%,硫酸镁0.1%,粉末壳聚糖1.0%,琼脂2.0%,pH 6-7;
种子培养基(w/v):蛋白胨0.5%,粉末壳聚糖0.5%,葡萄糖0.1%,氯化钠0.5%,磷酸氢二钾0.07%,磷酸二氢钾0.03%,酵母粉0.3%,硫酸镁0.05%,pH 6-7;
产酶培养基(w/v):粉末壳聚糖1.5%,葡萄糖0.1%,硫酸铵2.0%,氯化钠0.5%,磷酸氢二钾0.07%,磷酸二氢钾0.03%,酵母粉0.3%,硫酸镁0.05%,pH 6-7。
4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,发酵温度为30-32℃,发酵初始pH为6-7,发酵时间50-72h。
5.根据权利要求1所述的一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,所述的分离纯化步骤包括冷冻离心,硫酸铵分级沉淀,阴离子交换层析,浓缩,干燥。
6.根据权利要求5所述的一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,所述的冷冻离心具体为:将发酵液在4-8℃,5000-10000rpm离心5-20min,弃去沉淀,获得发酵上清液。
7.根据权利要求6所述的一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,所述的硫酸铵分级沉淀具体为:向发酵上清液中缓慢加入硫酸铵,边加边搅拌,使溶液中硫酸铵饱和度达到35%,4℃静置过夜后6000rpm冷冻离心10min,去除杂蛋白;在上清液中继续加入硫酸铵,使其饱和度达到90%,4℃静置过夜后6000rpm冷冻离心10min,边加边搅拌,弃去上清,将沉淀重悬于pH7.5,50mmol/L的PBS缓冲液,把所得蛋白质溶液转移至透析袋中,在相同缓冲液中4℃透析24h。
8.根据权利要求7所述的一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,所述的阴离子交换层析具体为:将透析后的样品加入到已用PBS缓冲液平衡的DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换层析柱,先用3-5倍柱床体积的PBS缓冲液洗脱,再用含0-1mol/L氯化钠的PBS缓冲液进行线性梯度洗脱,收集洗脱液,经酶活力检测后收集有酶活组分。
9.根据权利要求8所述的一种壳聚糖酶的制备方法,其特征在于,将有酶活组分经浓缩、冷冻干燥后制得固态壳聚糖酶。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111154011A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-15 | 江西师范大学 | 一种制备极低粘度壳聚糖盐酸盐的方法 |
CN112725394A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-30 | 山东省农业科学院农产品研究所 | 一种用于葡萄酒添加剂的低聚壳聚糖及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101078008A (zh) * | 2007-01-29 | 2007-11-28 | 四川大学 | 壳聚糖酶的分离纯化工艺 |
CN101182504A (zh) * | 2007-11-12 | 2008-05-21 | 惠静璇 | 一种冬瓜蛋白酶的纯化方法 |
CN101230338A (zh) * | 2008-02-22 | 2008-07-30 | 中国水产科学研究院黄海水产研究所 | 南极海洋芽孢杆菌n2a高产低温过氧化氢酶分离纯化方法 |
CN102816751A (zh) * | 2012-08-22 | 2012-12-12 | 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 | 一种高活性壳聚糖酶及其制备方法 |
WO2016044548A1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-03-24 | Bayer Cropscience Lp | Compositions comprising recombinant bacillus cells and another biological control agent |
CN105801675A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-27 | 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 | 一种高活性壳聚糖酶控制基因csn及利用该基因生产高活性壳聚糖酶的方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101078008A (zh) * | 2007-01-29 | 2007-11-28 | 四川大学 | 壳聚糖酶的分离纯化工艺 |
CN101182504A (zh) * | 2007-11-12 | 2008-05-21 | 惠静璇 | 一种冬瓜蛋白酶的纯化方法 |
CN101230338A (zh) * | 2008-02-22 | 2008-07-30 | 中国水产科学研究院黄海水产研究所 | 南极海洋芽孢杆菌n2a高产低温过氧化氢酶分离纯化方法 |
CN102816751A (zh) * | 2012-08-22 | 2012-12-12 | 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 | 一种高活性壳聚糖酶及其制备方法 |
WO2016044548A1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-03-24 | Bayer Cropscience Lp | Compositions comprising recombinant bacillus cells and another biological control agent |
CN105801675A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-27 | 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 | 一种高活性壳聚糖酶控制基因csn及利用该基因生产高活性壳聚糖酶的方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
XING-AI GAO ET AL.: "Preparation of Chitooligosaccharides from Chitosan using Crude Enzyme of Bacillus cereus D-11", 《J APPL BIOL CHEM》 * |
葛正红等: "青霉菌产壳聚糖酶的分离纯化及性质研究", 《中国医药工业杂志》 * |
蔡静平等: "假单胞菌 Ⅷ T 39 壳聚糖酶的纯化和性质研究", 《郑州工程学院学报》 * |
高星爱等: "蜡样芽孢杆菌 D-11 降解粉末壳聚糖制备水溶性低聚糖的研究", 《现代食品科技》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111154011A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-15 | 江西师范大学 | 一种制备极低粘度壳聚糖盐酸盐的方法 |
CN111154011B (zh) * | 2020-02-25 | 2021-10-08 | 江西师范大学 | 一种制备极低粘度壳聚糖盐酸盐的方法 |
CN112725394A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-30 | 山东省农业科学院农产品研究所 | 一种用于葡萄酒添加剂的低聚壳聚糖及其制备方法 |
CN112725394B (zh) * | 2020-12-30 | 2022-06-14 | 山东省农业科学院农产品研究所 | 一种用于葡萄酒添加剂的低聚壳聚糖及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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