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ChineseJournalofBioprocessEngineering
Vol.8No.1
Jan.2010
doi:10.3969/j.issn.1672-3678.2010.01.003
OPQI
:2009-01-10
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:1672-3678(2010)01-0011-05
IsolationofClostridiumacetobutylicumwithenrichedαamylase
activityandefectofcarbornsourcesonαamylaseactivity
XUFang,GUQiuya,YUXiaobin
(KeyLaboratoryofIndustrialBiotechnologyoftheMinistryofEducation,SchoolofBiotechnology,
JiangnanUniversity,Wuxi214122,China)
Abstract:AstrainofClostridiumacetobutylicumD311withenhancedαamylaseactivitywasisolatedby
starchplateandtheαamylaseactivitywasincreasedby5821%.Theyieldofthebutanolreached
1188g/Landincreasedby2545%.Efectsofvariouscarbonsourcesonαamylaseactivitywerealso
investigated.Additionofglucosereducedtheαamylaseactivitymorethanothercarbonsources.The
moreglucoseaddedwiththemoreαamylaseactivity.
Keywords:αamylolaseactivity;butanol;carbonsource
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D3 1 2 258 7574 1107
D3 1 3 185 6973 1073
D3 1 4 142 7028 1076
D3 1 5 380 7629 1049
D3 1 6 592 8412 1097
D3 1 7 304 7698 1073
D3 1 8 500 8164 1034
D3 1 9 583 8525 1131
D3 1 10 182 7237 963
D3 1 11 347 7128 959
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(
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:
[1]
ñ²Å
,
ÆÇÈ
.
/-fJKªL2>0äå
[M].
~
:
YÞ
É[ÏLZ
,1991:238239.
[2] JonesDT,WoodsDR.Acetonebutanolfermentationrevisited
[J].MicrobiolRev,1986,50(4):484524.
[3] LinYL,BlaschekHP.Butanolproductionbyabutanol tolerant
strainofClostridiumacetobutylicuminextrudedcornbroth[J].Ap
plEnvironMcrobio,1983,45(3):966973.
[4]
ÉÊ
,
ËÌ
,
CÍÈ
,
:
.
ÎÏkLN0EÏÏkH/
-
O/-{|345
[J].
bcÒ/-É[
,2004,30
(6):3234.
YuanLin,QiWei,LuFuping,etal.Thestudyonthemediumand
conditionsofBacilusalcalophilusproducingthehighalkalinepro
tease[J].FoodandFermentationIndustries,2004,30(6):3234.
[5]
ÐÑÒ
,
ÓMØ
.
Ö]α FGH¡Iùf3wJ45[J].¯
>yÞëK
,1995,23(6):2324.
ShiYongchang,JiangYongming.Comparisionoffivemethodsfor
theassayingofαamylaseactivity[J].Microbiology,1995,23(6):
2324.
[6] AnnousBA,BlaschekHP.IsolationandcharacterizationofClos
tridiumacetobutylicummutantswithenhancedamylolyticenzymes
[J].ApplEnvironMicrob,1991,57(9):25442548.
[7]
ÓÔ!
.
HgÔq£äå
[M].
~
:
=Ù;É[ÏLZ
,
1996:253261.
[8]
½¼¿
,
ñÕ
,
GÖh
,
:
.
EL2wJKL2MN3BÒq
£
[J].
É[¯>y
,1996,26(4):16.
ZhangYifen,ChenJun,YangYunliu,etal.Breedingofhighratio
butanolstrainsofClostridiumacetobutylicumandapplicationtoin
dustrialproduction[J].IndustrialMicroorganism,1996,26(4):16.
[9]
×ØÙ
,
q*Ú
.
É[¯>yghäåÕV
[M].
~
:
=Ù;
É[ÏLZ
,1994:383394.
51
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:
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