全 文 :!8
"!
1
#
2010
$
1
%
>
y
É
ChineseJournalofBioprocessEngineering
Vol.8No.1
Jan.2010
doi:10.3969/j.issn.1672-3678.2010.01.005
OPQI
:2009-04-23
KCR!
:
ÙÚÛÜÝÞßàáâã
(30471361);
èéEëÛÜÝÞìíî45âã
(06KJ22015)
ST.U
:
ï$Ü
(1983—),
ñ
,
èéHô
,
áY45]
,
ö
,
45ùú
:
ûÂkOÈY
;
M
p
(
ÿ½ô
),
!"
,
õö>#ø
,Email:
swhx@njfu.edu.cn
ÜpFGHIJK}_#$
!rc
,
stu
,
#
$
(
,-./01
.23456789:;<=>?;@ABCD
,
,-
210037)
7
`
:
®¯ °
(Trichodermareesei)RutC30
±²³BÏ´Ç
EGI、EGI
CBHI
ØZ±²³§Õµ³±²
Ù¶¡B[Ng·¸
,
å5¹º±²Ù¶¡à>»¼½ã§¾¿Oì
。
²¡À·¶¡B
EGI
B[Ng±
²Ù¶¡
,
Áp±²³ÅÂBì£
1U,
ÅÂBZÊË
90min,
NgÁħ±²Ù¶¡ò±²Ã¡
、
±²Ä¡±²
V¡ÅÆ¡§ÎÇÇȦ
438%、348%
79%。
²±²Ã¡
、
±²Ù¶¡¦
C
Ö¾¿>»¼½ã
,
ã8¢£
¤¥¾¿-<ÇȦ
214、284。
abc
:
±²Ù¶¡
;
±²³BÏ´Ç
;
>»¼½ã
defgh
:TQ351;Q556.2
6ijBk
:A
6l;h
:1672-3678(2010)01-0023-05
Preparationofcelooligosaccharidebyenzymaticmethod
ZHUNianqing,XIAWenjing,YONGQiang
(KeyLaboratoryofForestGenetics&Biotechnology,MinistryofEducation,NanjingForestyUniversity,Nanjing210037,China)
Abstract:TwoendoglucanasesEGI,EGIandexoglucanaseCBHIwerepurifiedfromTrichodermareeseiRut
C30andthedegrademechanismonceluloseofEGI、EGIandCBHIwereinvestigated.Then,theprolifera
tionofBifidobacteriumadolescentisusingcelooligosaccharideswasstudied.Theoptimalpreparationcata
lyzedbyEGwas1U/gcelulosefor90minhydrolysisandtheratiosofcelobiose,celotrioseandcelote
traosewere438%,348% and79%,respectively.Withcelobioseandcelooligosaccharideascarbon
source,theproliferationmultipleofB.odolescentiswas214and284,respectively.
Keywords:celooligosaccharide;homogeneouscelulase;Bifidobacteriumadolescentis
lmnop
(celooligosaccharides,COS)
ëÀX
Ì
2~10
0pë β-1,4-pxVPÛS
3Íknopy
,
|ijknop\
,
CDijknop3Ðk
,
jL)×&N3
[1]。
lmnop3gh Dj45
[2],
+lm
H~sÈÓ¿Hfghlmnop3K¨ÒÝþ
。
If45B/
(Trichodermareesei)RutC30
lm
H½=~sÓ¿.opH
EGI、EGI
ª§
opH
CBHI
Qlm3R2xY=Olmno
pQÜi&N3B£
。
=eÍElmn
op3]úgh³;Yn¤Ç
,
ÛElmnop>
yÞkû3×st45Olmnop3q£³;
¤Ç
。
1
Lf
1.1
HIMÜNOPf_F
=B/
(Trichodermareesei)RutC30
N]
(
}~[íÞ>yYÉ45jkl
),
8¿÷3{
|Á\/-ghlmH
[3]。
6Wõ¿¤
F
、
éß
、
ßÀ¬öX
、
ÞÀ¬öX
、
Z[©
,
q*
ÈY3.opHÓ¿
EGI、EGI
ª§op
HÓ¿
CBHI[4]。
1.2
HIJK}_F
8ö÷ø=¿?3noBp>0;ª
¿?3lmH~sÓ¿
,
~|
50℃、80r/min
Ê
¦§<©=H2s]ÚÖ
。
H2ó
,
¥Õ
5min
HÔI
,
|
3000r/min
ÁÀ
10min,
´o¨Õqlmnop
。
1.3
QRSq_st
Üi&N
(Bifidobacterium adolescentis)
ATCC15703,
çÌNm*G
,^
bk
,
Ì
=Ùbc/-É[45[¯>yN]kl=
³;
。
î
[5]:
5g/L,
5g/L,
5g/L,
-.G
10g/L;
¿?zxß
。
8î
=
3g/LC
P
,1g/LL
w¨
W12WåÒ«Ô
。
Üi&N~|
37℃
ÌÊ
=
,
]Ú´¦¿«
。
1.4
fwop
1.4.1
.opHI3¡]
[3]
=
10g/L
lÎlmEAy
,
¡]a
ÜE
550nm。
]s0wHI~Eû¿>
1μmolpjô3H?,U/mL。
1.4.2
§opHI3¡]
[6]
=Q β D lmÐpx (pNPC)E
Ay
,
¡]aÜE
410nm。
]s0wHI~
Eû¿>
1μmolQtjô3H?,
U/mL。
1.4.3
lmnop3¿«
8
Agilent1100
E£¤©¬o
,
£
BioRad
AminexHPX-42A(300mm×78mm)
®×n¿«
,
¤E±È<
,
06mL/min,
®
85℃。
¿
Ñgp
、
lmÐp3´Ê
,
¢£§´f
¡]¥¦=3lmnopû?
。
p
、
lm
Ðp3û? ´Êù¡]
,
lmöp
、
lm
ñpû? ¾¹lmÐpù¡]
。
1.4.4
&NNÄû? 3¡]
&NNÄû? ¢£wµf¡]
。
gN¼¨
A
ÒNÄû? ρ(g/L)3´Ê®
$
。
6
3000r/min
À
30min,
NÄ6zN
<Ü=
3
,
·¸ù¶=zN
8
620nm
¡¼¨
A620,ÒÇ´Ê®$ùæ½NÄû?
。
2
xy%z)
2.1
HIMÜNOPfTUHIM_V
Ay
50g/L
3noBp>0;
(
lmû?
¿»
8573%,
*
),
ûalm
EGI、EGI
ª
CB
HI
H£?E
5U,
|
pH48、50℃
Á¿ÑH2
4h,
uv0yO
HPLC
ÿ©òÿ
1
j±
。
e
1
-WÇK}Ü
EGI、EGII
~0WÇK}Ü
CBHI
TU\_
HPLC
e
Fig.1 HPLCanalysisofsuagrproductshydrolyzedbypurifiedEGI,EGIIandCBHI
EGI
R20y=èDlmÐpªp
,Karls
son
:
[7]
ëgh/á
EGI
Í=]R2lmö
p
,
de0y=ÝÏáo
(Dp)>2
3nop
。
EGI
E3.opH
,
$x4opu
ý3β 1,4 pxV,>lmnop,+X0y=
ð?D
Dp5~8
3lmnop
(Dp>7
3lmno
pã<
)。Medve
:
[8]
¢£ì
Novo
lmH=È
Y3
EGI
R2W3lm0y=Ù¦?D
42
>
y
É
!
8
"
Dp>4
3lmnop
。CBHI
X3§o
pH
,
*ò#3lmÐpEuvR20y
,
pû
? E
193g/L,
Çp3
9011%,
pªl
möp>?Jî
,
¿ÑÇp3
643%
ª
346%。
Nidetzky
:
[9]
¢£
CBHI
R2©
(
lm
),
q*
3K¤sÖ
,
0y=lmÐp
、
pªlmö
p¿Ñ
92%、5%
ª
3%。CBHI
G§×lm
Üý
,
=lmÐpEuv0y
,
YR2×n*%Á
s0Ì
5
0pÓ3lmÖpÚ
,CBHI
R2A
y3KX0>s0lmÐpªlmöp
。
b
CBHI
Qlmöp3 ªB£JR
,
+
CBHI
Qlm
öp`ÜDs]3R2B£
,
Y
CBHI
¡QB£|
lmöpÚ
,
R0yWElmÐpªp
。
d
e
,
lm6
CBHI
B£
,
0yÓÎÏlmÐ
p
、
pªlmöp
。
{]&qxY3Íjk
Vrsanska
:
[10]
8
CBHI
3ªÛL&qxg=D
jEn
。
If345×st/á
,
.opHR2l
mè0>
Dp
E
2~4
3lmnop
,
ÍQlm
H<2xYB×st3ò¢ª:
。
2.2 EGII
ÜpFHIJK}
Ì.opH
EGI、EGI
ª§opH
CBHI
QlmR2xY345 Ø
:EGI
R20y
EpªlmÐp
,
ZÇp=p3waÛ%
sw
,
ã¿lmnop3gh
;EGI
ª
CBHI
R2l
m30yuvElmnop
。
de×st45
EGI
H£?ªH2ÚÖQghlmnop3ST
。
2.2.1 EGI
H2ÚÖQlmnopÓ¿>?3
ST
8
1g
lm
EGI
H£?E
5U
Ú
,pH48、
50℃、
Ayû?
50g/L
{|ÁR2ghlm
nop
,
H2=o]pû? Owa$ÚÖ
3ýYòÿ
2、
ÿ
3
j±
。
Ìÿ
2、
ÿ
3
Í!
:0~15min
.lmÐpªl
möpEuvH20y
,Dp5~8
3lmnopÝ
Ïá
。0~60min
.
,
lmöp>?£8o(
,
60min
>?Im2Ê]
。0~30min
.
,
lmñ
p>?>o(
,
1$ÚÖ3"Ü
,
>?£8Á
R
,
8
100min
Úlmñpì0y=&P
。0~
720min
.
,
p>?D®23
,
1$ÚÖ
3"ÜJE3
。
8lmR26#
,
.opH
EGI
B£|
Üýlm0>lmnop
,
H2#Û0>
Dp
e
2 EGII
ÜU&æÂHIJK}"ä$%_ÃÄ
Fig.2 Efectsofhydrolysistimeonthe
concentrationofsugarproducts
e
3 EGII
ÜU&æÂHIJK}XY_ÃÄ
Fig.3 Efectsofhydrolysistimeonthe
proportionofsuagrproducts
1~4
3pªlmnop
,
ã0>
Dp>4
3lm
nop
。EGI
ˤ×Í3lmnopý3¥
,
ìSRnlmöpªlmñp3>?
。
deBæ
90min
E÷
,
eÚlmÐp
、
lmöpªlmñp
3>?¿ÑÇp3
498%、248%
ª
52%。
2.2.2 EGI
H£?QlmnopÓ¿>?3ST
H£?QH&qSTJí
,
8Y¦§\Á
3H&q=
,
òKAy Lí
,
3H&q
ÒH£?*w
。
8
EGI
ãÙH£?
、pH48、
50℃、50g/L
Ay3{|ÁR2
90min
ghlm
nop
,
H2=o]pû? Owa$H£
?3ýYòÿ
4、
ÿ
5
j±
。
Ìÿ
4、
ÿ
5
Í!
:
$
EGI
H£?3
,
H20
y=op3waªû? Ù¦ýYJí
。
p
ªlmÐp3>?$H£?3S³E
,
ZÇp
3waÛã4
;
YH£?n|ûalmH
2U
Ú
,
lmÐp
、
p>?$H£?3_w
H£?E|ûalmH
2U
3_í
。
Í
jX$%H£?3
,
0y=p 3Q
EGI
0>ÓgB£p3¨*
,
äH2rÁR
。
Y
52
!
1
# ï$Ü:
:
Hfghijklmnop345
e4 EGII
ÜäÂHIJK}$%_ÃÄ
Fig.4 Efectsofenzymedosageonthe
concentrationofsugarproducts
e
5 EGII
ÜäÂHIJK}XY_ÃÄ
Fig.5 Efectsofenzymedosageonthe
proportionofsugarproducts
1g
lmHì
1U
*
2U
Ú
,
lmöpû?
®2³E*
039g/L,
Çp3
298%,
1$H
£?3
,
>?3Rn
。
YûalmH
1U
Ú
,
lmñpû? E
009g/L,
Çp3
79%,
1$H£?3S]Rn
,
ûalmH
5
U
Ú
,
lmñpì0y=&P
。
YûalmH
10
U
Ú
,
0y=lmöp3waßE
158%。
IKÒ
Nidetzky
:
[9]
45
EGI
H£?QlmR20y3
ýY3KsÖ
。
Y&qĽ=H£?
,
>À3
EGI
¾ÒF
lmñpªlmöp3R2
。
BæH£?Eûa
lmH
1U
E÷
。
=~sÈÓ¿
EGI
£?E
ûalmH
1U,
H2ÚÖ
90min,
R20y=
lmÐp
、
lmöpªlmñpÇp3wa¿Ñ
E
438%、348%
ª
79%。
ìlmnop3Ó
ªwaÎ
,
s|È
[11]
gh3lmnop
。
2.3
HIZ}
、
HIJK}ÂQRSq[\_]^
#$
¿Ñ=lmÐpªHfgh3lmnopE
C
P
,
8Ì{|Á
Üi&N
,
=
o¾»3ýY©ªòÿ
6、
ÿ
7
j±
。
e
6
HIZ}Â_`QRSq[\_ÃÄ
Fig.6 GrowthofB.adolescentisusingcelobiose
assolecarbonsource
e
7
HIJK}Â_`QRSq[\_ÃÄ
Fig.7 GrowthofB.adolescentisusingCOS
assolecarbonsource
Ìÿ
6、
ÿ
7
Í!
,
lmÐpE
C
Pj]
&N
,6h
Ú&N )*TíÉ
,
NÄû
? Ì
6#3
021g/L
*
045g/L,
F
214
º
。
6h,
ÇÒ«p3û? ì6
73
3g/L
ÁR*
247g/L,
p¢£rßE
1767%。
=Hfgh3lmnopE
C
P
,
Ù¦8
6h,
NÄ
û? )*TíÉ
054g/L,
F
284
º
。
&
NQlmnop3¢£s|lmÐp
。
36h,
Çpû? ì673
300g/L
R¹
200g/L,
p¢£rE
3300%。
6t45 Ø
,
l
mnopQ&NDs]3B£
,
lmno
pãjEôÄ&Y½¾¼µZóoÔÄ.3D
N¢£
,
deñnop¿÷BE&d¬#Û
ôÄ.3Üi&N
。
ëlmH~sÓ¿R2noBp;`
qE«É3lmnop
,
RCDJï3q£H
。
+ìÉ[Y÷Ï/
,
sùr
,`
qÈHI
óE
,
Csùr
,
~sÓ¿
EGI
ª
CBHI
R2lm
62
>
y
É
!
8
"
ghlmnop
,
Ì||îR-lmHÓ¿O
s,d¬1Ö3¬ÙB£
,
Qlm3R2B
£Jn
。
delmnop3É[ï/ÒD7|×
st45
。
3
x
)
45FB/
(Trichodermareesei)RutC30
l
mH½]uv3
3
]HÓ¿
EGI、EGI
ª
CBHI
R2lm3xY
。
ì0y=lmnop3Ó
ªwa÷Î
,2
]HRX
EGI
¿|lmno
p3gh
,
×stQ~sÓ¿
EGI
3H2ÚÖªH
£?×nFsY
,
=
1g
lmH£?
1U,
H2ÚÖ
90min
ETò
,
ghq*3lmnop=lmÐp
、
lmöpªlmñpÇp3wa¿ÑE
438%、
348%
ª
79%。
¿Ñ=lmÐp
、
lmnopE
C
PÜi&N
,
NÄû? º»¿Ñ
E
214
ª
284。
M6i
:
[1]
®d¯
.
ijknop
[M].
~
:
YÞÉ[ÏLZ
,
2004:395.
[2]
°±²
,
³
,
ZM
,
:
.
ÎW<2lmg´lmnop34
5
[J].
0YÞÒÉ[
,2008,28(1):7982.
LiJiazhe,LinLu,SunYong,etal.Studyonhydrolysisofcelu
loseintocelooligosaccharidebyformicacid[J].ChemIndForest
Products,2008,28(1):7982.
[3]
´¾µ
,
¶·~
,
üýþ
.
�QB/0lmH3S
T
[J].
0YÞÒÉ[
,2008,28(2):5557.
HangZhixi,RaoQinglong,YuShiyuan.Efectofaerationoncel
lulaseproductionbyTrichodermareesei[J].ChemIndForest
Products,2008,28(2):5557.
[4]
ï$Ü
.
B/lmH3¿ÀÈYOq£345
[D].
}~
:
}~[íÞ
,2008.
[5]
M
,
èW
.
noBpQÜi&N3
[J].
bcÝÞ
,
2001,22(7):1517.
XuYong,JiangHua.Efectofxylooligosaccharidesonproliferatinof
Bifidobacteriumadolescentis[J].FoodScience,2001,22(7):1517.
[6] DesphanderM.Anassayforselectivedeterminationofexoβ1,4
glucanaseinmixtureofcelulolyticenzymes[J].AnalyticalBio
chemistry,1984,138(2):481487.
[7] KarlssonJ,SikaahoM.Enzymaticpropertiesofthelowmolecu
larmassendoglucanasesCel2AandCel45AofTrichodermareesei
[J].Biotechnology,2002,99:6378.
[8] MedveJ,KarlssonJ,LeeD.Hydrolysisofmicrocrystalinecelu
losebycelobiohydrolaseIfromTrichodermareesei:adsorption,
sugarproductionpatern,andsynergismoftheenzymes[J].Bio
technology,1998,59:632634.
[9] NidetzkyB,ClaeyssensM.SpecificquantificationofTrichoderma
reeseicelulasesinreconstitutedmixturesanditsapplicationto
celulosecelulosebindingstudies[J].BiotechnolBioeng,1994,
44:961966.
[10]VrsanskaM,BielyP.ThecelobiohydrolaseIfromTrichoderma
reeseiQM9414:actiononcelooligosaccharides[J].Carbohydr
Res,1992,227:1925.
[11]
È
.
Bûlm«CHfghlm¹p345
[D].
}~
:
}
~[íÞ
,
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
2007.
,-./
abdcdeª_fghi]^R!jCkÌX=Ýqr
(
=Ý[HjPj³;ä庻
)
ϼ½d3¾¿ÀTí>y12>08
Á¾¿ÀGìs.ÂÐ
130km
3¸ÃÄÅÆxÇÈÀÉÊnäË
。
ñâã̾¿À
InterAgro
qràdz
,
ÇàÌ%
5500
,
ñÉuv=½¾E>0«C
,
$&?Ù
33
t,
>y123$0?æ8
8~10
t
1Ö
,
E¾¿ÀãHTí3>y12âã
。
ÒÇÍ3DU©]
,
ì
2009
$ï7
,
8¾¿ÀIÙÎ$3Ï?=>y12waPÐ)*
45% ~
5%,2010
$-Ò8$³E
,
#¹
2020
$)*
20%。
ñâã3i08Í0>FÑí£q
。
=ÝÒÒu¢ÓÔdzÙ:©Õ3>y12>0
*ÖÉ×d
,
Òk¢DU¦[Û )FÇÌ%
4500
3ϼÃúØ
。
(
L4ß
)
72
!
1
# ï$Ü:
:
Hfghijklmnop345