黑曲霉菌发酵产柚苷酶培养基配方的优化研究

张桃桃 张萍 石彦鹏 牛春

摘要 [目的]筛选出黑曲霉菌发酵产柚苷酶的最优培养基。[方法]以沙氏琼脂培养基、马铃薯葡萄糖琼脂培养基、察氏琼脂培养基作比较;选出最适黑曲霉菌生长的固体培养基，对固体培养基进行优化，得出最佳固体培养基;通过对发酵培养基不同碳源种类、氮源种类和无机盐的筛选和优化，确定黑曲霉生长和发酵的最适培养基，再通过正交试验确定黑曲霉固态发酵产柚苷酶最优培养基。[结果]黑曲霉固态发酵产柚苷酶最优培养基组成为0.1%磷酸二氢钾，4%鼠李糖，1%葡萄糖，0.2%无水CaCl2，0.2%七水硫酸镁，0.1%硫酸铵，02%柚皮苷，2%豆粉。优化后的培养基（618 U/g）比优化前的基础培养基（401 U/g）的酶活提高了54.1%。[结论]该研究为后续进行菌种遗传改造与分子育种提供了原材料，并为大规模商业化生产奠定了良好的基础。

关键词 黑曲霉;发酵培养基;单因素试验;正交试验

中图分类号 TS201.3文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）07-0170-04

Abstract [Objective] To screen out the optimal medium for producing naringinase by Aspergillus niger fermentation.[Method] Sartres AGAR medium，potato glucose AGAR medium and Tsar AGAR medium were compared.The best solid medium for Aspergillus niger growth was selected and optimized to obtain the best solid medium.Through selection and optimization of different types of carbon source，nitrogen source and inorganic salts in the fermentation medium，to determine the optimal culture medium for growth and fermentation of Aspergillus niger，the optimum medium for producing naringinase by solid fermentation of Aspergillus niger  was determined by orthogonal experiment.[Result]The optimal culture medium was： 0.1% potassium dihydrogen phosphate，4% sugar lee，1% glucose，0.2% anhydrous CaCl2，0.2% MgSO4 7H2O，0.1% ammonium sulfate，0.2% naringin，2% soybean meal.The enzyme activity of optimized medium （618 U/g） was 54.1% higher than the optimized base medium （401 U/g）.[Conclusion] It provided raw materials for genetic modification and molecular breeding，and laid a good foundation for largescale commercial production.

Key words Aspergillus niger;Fermentation medium;Single factor test;Orthogonal test

作者簡介 张桃桃（1990—），女，宁夏银川人，助理工程师，从事生物制药研究。*通信作者，助理工程师，从事微生物发酵菌种选育、菌种管理工作。

柚汁是一种老少皆宜的饮品，味苦，具有很好的保健作用，其苦味的成分是柚皮苷。柚皮苷是一种二氢黄酮类化合物，由α-L-鼠李糖苷和β-D-葡萄糖苷组成。柚苷酶由α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶组成的一种复合酶系[1]，利用酶脱法可使柚苷酶和柚皮苷发生反应去除苦味。柚苷酶通常是由黑曲霉或青霉产生的可水解柚皮苷的糖苷酶[2]，柚苷酶不仅在食品行业中应用于果汁脱苦[3]、葡萄酒增香，而且在黄酮类药品加工和转化过程中具有重要的应用价值。然而，柚苷酶的来源主要从国外进口，价格昂贵，国内没有工业化生产，其原因主要是缺少适合工业化生产的高产柚苷酶菌株[4]。

黑曲霉（Aspergillus niger）是半知菌亚门丝孢纲丝孢目丛梗孢科曲霉属中的常见种。黑曲霉生孢子梗自基质中伸出，直径15～20 mm，长1～3 mm，壁厚而光滑。顶部形成球形顶囊，其上全面覆盖一层梗基和一层小梗，小梗上长有成串褐黑色的球状分生孢子。孢子直径2.5～4.0 μm。分生孢子头球状，直径700～800 μm，褐黑色。黑曲霉具有高效的蛋白表达和修饰能力，在酶制剂工业上常用来生产蛋白酶、纤维素酶、糖化酶和脂肪酶。黑曲霉在浸没条件发酵可通过悬浮菌丝或菌丝球存在[5]，在菌丝球形成过程中，大多数丝状真菌以凝集型和非凝集型2种方式形成菌丝球。黑曲霉以凝集型方式形成菌丝球的过程中，培养初期孢子通过聚集形成孢子团，孢子团萌发的菌丝进一步交织缠绕形成菌丝球[6]。为此，笔者对实验室筛选的产柚苷酶的黑曲霉发酵条件进行了优化研究[7]，确定黑曲霉生长和发酵的最适培养基。

1 材料与方法