耐熱性纖維酵素之開發

in International Symposium (oral presentation paper), 國際研討會(全文口頭發表)
標題耐熱性纖維酵素之開發
出版類型國際研討會(全文口頭發表)
出版年度2000
AuthorsEan-Duan Liaw, 廖遠東
其他編號0000
中文摘要

本實驗的目的在篩選本土性之耐高溫纖維分解酵素,利用嗜高溫微生物從事特定資源的分解及再生利用,期待能提高農業廢棄物之附加價值。因此,從地熱谷溫泉附近之葉片、土壤及屏東縣南州鄉農業廢棄物處理廠之堆肥中,分離出三株黴菌S2、L1及P1與十四株細菌A2、B7、F4、G4、G5、K1、O1、P3、Q3、1-3-5、2-3-2、7-3-5、7-3-6及7-4-3分別探討其生化特性。用纖維素、濾紙、衛生紙、麩皮及木屑、杉木屑與玉米穗軸粉末作為篩選及誘導之主要碳源,進行液體或固體培養。培養期間檢測其carboxymethyl cellulase、Avicelase、cellulase、b-glucosidase、cellobiase及protease等酵素活性的變化。經食工所菌種中心鑑定結果,2-3-2與7-3-5為Aneurinobacillus thermoaerophilus,而S2為Aspergillus fumigatus。實驗結果顯示以液體培養時P1在第三天呈現最高CMCase活性,約為6.94U/mg protein,S2與L1則須持續至第六天,其活性分別為156.6 U/mg protein及46.98 U/mg protein。當L1在固體培養下,其活性比液體培養之活性更為顯著,高達227.63 U/mg protein。而K1菌株經培養測得最高活性之Avicelase為4.44 U/ml培養液。以carboxymethyl cellulose為培養基碳源作為篩選之條件,篩得之7-4-3菌株,測得b-glucosidase活性 2.35 U/ml(培養四天)、cellulase 1.31 U/ml(培養二天)、CMCase 0.82 U/ml(培養二天)為最佳。在特定條件下培養,菌株Aspergillus fumigatus各類的纖維分解酵素以cellobiase的活性最高,達271.64 U/mg protein。蛋白酵素實驗亦指出在誘導纖維分解酵素期間,其活性並不顯著且變化亦不大。研究也證實菌株Aspergillus fumigatus在培養期間,其纖維二糖的含量相當低。基本上黴菌之最適pH偏酸性,介於3~5之間,而試驗細菌菌株則介於4~6的範圍。至於最適溫度對所有篩選菌株而言,均介於60~70℃之間。由熱穩定性實驗顯示,L1與S2在75℃加熱2小時仍可維持70﹪CMCase的殘餘活性,而P1在70℃時即無法檢測到纖維酵素活性。然而1-3-5、2-3-2、7-3-5、7-3-6及7-4-3等各菌株培養液在70℃加熱5小時後,其cellulase殘餘活性為32~62%,而b-glucosidase的殘餘活性僅剩25~54%。部分酵素純化結果顯示,Aspergillus fumigatus所釋放之胞外酵素—CMCase,其分子量介於45~57.5 KDa之間。

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