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摘 要

几丁质是自然界含氮量只蛋白质少的有机物， 在自然界中属于第二多的碳水化合物。它的水解产物N-乙酰-D-氨基葡萄糖、几丁寡糖及其衍生物在食品、农业、化工和医药等行业有很广泛的应用^[1]。几丁质酶能催化水解几丁质降解为N-乙酰-D-氨基葡萄糖 等还原糖，原理是切断了几丁质中的胺基团糖苷键。所以，产酶发酵和降解体系，具有一定的理论依据和潜在经济应用价值^[2]。

然而，酶活低、成本高仍是目前限制几丁质酶应用的最大两个问题，还不能满足大规模工业化应用的需要。除获得优质高产的几丁质酶产生菌，研究微生物的产酶条件以使其发挥最大产酶潜能也是一个有效途径。通过优化产酶条件及几丁质降解条件，可以显著提高酶产量和N-乙酰-D-氨基葡萄糖的产量。本论文优化培养条件达到几丁质酶的高密度发酵，观察菌株的产酶情况，研究发现该菌株在不同的温度、pH下菌株产酶情况明显不同。所以通过优化培养条件可提高几丁质酶的产量，达到几丁质酶的高密度发酵并且通过优化几丁质的降解条件达到几丁质的高效降解。

关键词：几丁质酶 N-乙酰-D-氨基葡萄糖 高密度发酵

ABSTRACT

Chitin,an insoluble linear β-1,4-linked polymer of N-acetylglucosamine (GlcNAc), is frequently regarded as the second most abundant carbohydrate after cellulose in nature，and the second most abundant nitrogen organic after protein. N-acetylglucosamine(GlcNAc),chitin oligosaccharide and its derivatives have a wide range of applications in industries of food, medical, agriculture, chemistry. As a group of enzymes capable of degrading N-acet- ylglucosamine monomers, chitinases hydrolyze chitin into chitin oligosaccharide, chitin disaccharide and N-acetylglucosa mine.

However, low enzyme activity and high cost are now the two major problem holding back the application of chitinase, so the production of chitanise still can’t meet the needs of the market. To obtain high-quality and high-production chitinase producing strains, making study of the enzyme production conditions of microbial is an effective way to fulfill the greatest potential of enzyme production. Via the optimization of the culture conditions of enzyme and chitin degradation ,we can significantly improve the yield of enzyme and N- acetyl -D- glucosamine production.

The optimization condition to reach high density fermentation condition, observation of enzyme producing strains show that in different temperature and pH, enzyme producing strain are in obviously different producing condition. So via optimization of culture conditions, we can improve the chitinase production and via optimization of degradation condition of chitin, we can achieve the high efficient degradation of chitin.

Key words: Chitinase N-acetylglucosamine High density fermentation

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1 课题研究背景 1

1.1.1 几丁质的概况 1

1.1.2 几丁质酶的概况 2

1.2课题研究的目的和意义 4

1.3 研究思路和技术方法 4

第二章 培养条件对几丁质酶产量的影响及降解几丁质研究............................... 4

2.1材料与方法 4

2.1.1 实验仪器 4

2.1.2 实验试剂 4

2.1.3 菌种 6

2.1.4培养基 6

2.1.6培养方法 6

2.2实验方法 6

2.2.1 胶体几丁质配制 6

2.2.2 DNS溶液的配制 ..................................................................................6

2.2.3 细胞生长的测定方法...........................................................................7

2.2.4 几丁质酶酶活的测定 7

2.2.5 N-乙酰氨基葡萄糖标曲的绘制 8

2.2.6N-乙酰氨基葡萄糖的产生量的测定 9

2.3结果与讨论 9

2.3.1 温度对几丁质酶产量影响 9

2.3.2 pH对几丁质酶产量的影响 9

2.3.3 产物的鉴定 10

2.3.4几丁质降解条件对N-乙酰氨基葡萄糖产量的影响 10

2.5 本章小结 13

第三章 结论与展望 13

3.1 结论 13

3.2 展望 13

参考文献 14

致 谢 .........................................................................................................18

第一章 引言

1.1 课题研究背景

1.1.1 几丁质的概况

几丁质（chitin），又叫甲壳质或者甲壳素，是由单体 N-乙酰-D-氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接起来的直链多糖如图 1-1。几丁质在自然界中的含量非常丰富，是仅次于蛋白质的第二大含氮有机化合物仅次于纤维素，也是第二大天然高分子化合物 ^[3]，几丁质的分子式为(C₈H₁₃NO₅)n，它的分子量大都在 100 万以上，是由基本单位 N-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，通过β-1,4-糖苷键连接形成直链多糖^[4]。

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