角蛋白酶產(chǎn)生菌的篩選、發(fā)酵優(yōu)化、酶學(xué)特性及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2021-03-13 06:14
角蛋白是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的硬質(zhì)蛋白,不易被鹽溶液、稀酸和稀堿降解。家禽羽毛中含有80%以上的角蛋白。大量的廢棄羽毛造成環(huán)境污染,同時(shí)導(dǎo)致資源嚴(yán)重浪費(fèi),其綜合利用,不僅可以解決飼料蛋白的緊缺,而且可以減少環(huán)境污染。本文以羽毛為唯一碳氮源選育高產(chǎn)角蛋白酶菌株,并對(duì)其發(fā)酵工藝條件優(yōu)化,對(duì)酶進(jìn)行分離純化,研究角蛋白酶的酶學(xué)性質(zhì)和在羽毛降解上的應(yīng)用。其主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)從養(yǎng)雞場(chǎng)取得腐爛羽毛和土壤樣品,以羽毛為唯一碳氮源篩選到一株高產(chǎn)角蛋白酶的菌株:CJPE209,該菌被鑒定為Bacillus sp.(芽孢桿菌屬),保藏號(hào)為:CCTCC M 2015734。(2)采用單因素試驗(yàn)確定了Bacillus sp.CJPE209產(chǎn)角蛋白酶的發(fā)酵條件:發(fā)酵時(shí)間48 h,發(fā)酵溫度37℃,接種量2%,搖床轉(zhuǎn)速220 r/min,培養(yǎng)基裝液量25mL/250 mL,初始pH 7。通過(guò)PB設(shè)計(jì)和CCD設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化培養(yǎng)基組分,得到的最佳培養(yǎng)基是:蔗糖13.6 g/L、羽毛粉5.6 g/L、尿素4 g/L、磷酸二氫鉀0.4 g/L、硫酸鎂1.44 g/L、氯化鈣1.1 g/L和氯化鈉5 g/L。在最佳培養(yǎng)條件和最佳培養(yǎng)基組分的條件下,發(fā)酵液的酶活達(dá)到503.5 U/mL,是優(yōu)化前的1.88倍。(3)對(duì)Bacillus sp.CJPE209所產(chǎn)的角蛋白酶通過(guò)硫酸銨鹽析、Sephadex G-25凝膠過(guò)濾脫鹽、DEAE cellulose DE-52離子交換層析和Sephadex G-75凝膠層析等一系列分離純化的過(guò)程,得到純的角蛋白酶,所得角蛋白酶比酶活為8527.19U/mL,純化倍數(shù)為4.59倍,收率為12.35%。通過(guò)SDS-PAGE確定該角蛋白酶的分子量為43 kDa。通過(guò)試驗(yàn)確定該角蛋白酶的最適反應(yīng)溫度為60℃,最適反應(yīng)pH=8,在中性偏堿性環(huán)境下能保持較好的穩(wěn)定性。同時(shí)研究金屬離子和化學(xué)試劑對(duì)角蛋白酶酶活的影響和角蛋白酶的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。(4)通過(guò)粗酶液對(duì)羽毛的降解試驗(yàn),確定Bacillus sp.CJPE209所產(chǎn)酶有降解羽毛的能力,粗酶液在48 h內(nèi)可以使羽毛降解掉一半,同時(shí)產(chǎn)生可溶性氨基氮�？梢詫⒔到猱a(chǎn)物作為飼料添加劑用于動(dòng)物飼料。
本文編號(hào)：2234187
【文章來(lái)源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
文章目錄
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 角蛋白的概述
1.1.1 角蛋白的來(lái)源
1.1.2 角蛋白結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.1.3 羽毛角蛋白的處理
1.2 角蛋白酶的概述
1.2.1 角蛋白酶的定義
1.2.2 角蛋白酶的來(lái)源
1.3 角蛋白酶的研究進(jìn)展
1.3.1 角蛋白酶的分子量
1.3.2 角蛋白酶的底物特異性
1.3.3 角蛋白酶活性測(cè)定方法
1.3.4 金屬離子和化學(xué)試劑對(duì)角蛋白酶活性的影響
1.3.5 角蛋白酶的表達(dá)
1.3.6 角蛋白酶的發(fā)酵條件
1.3.7 角蛋白酶的最適反應(yīng)條件及耐受性
1.3.8 角蛋白的酶解機(jī)理
1.4 角蛋白酶的應(yīng)用
1.4.1 角蛋白酶在飼料工業(yè)中的應(yīng)用
1.4.2 角蛋白酶在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
1.4.3 角蛋白酶在制革工業(yè)中的應(yīng)用
1.4.4 角蛋白酶在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用
1.4.5 角蛋白酶在食品行業(yè)中的應(yīng)用
1.4.6 角蛋白酶在洗滌劑行業(yè)中的應(yīng)用
1.4.7 角蛋白酶在化妝品行業(yè)中的應(yīng)用
1.4.8 角蛋白酶在其他方面中的應(yīng)用
1.5 本研究的目的、意義及內(nèi)容
1.5.1 研究目的及意義
1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 角蛋白酶產(chǎn)生菌株的篩選及鑒定
2.1 材料
2.1.1 樣品來(lái)源
2.1.2 培養(yǎng)基
2.1.3 主要試劑
2.1.4 主要儀器設(shè)備
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 菌株的富集培養(yǎng)
2.2.2 初篩
2.2.3 搖瓶復(fù)篩
2.2.4 角蛋白酶酶活的測(cè)定
2.2.5 菌株的鑒定
2.2.6 菌株生長(zhǎng)曲線的測(cè)定
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 菌株的篩選
2.3.2 菌株的鑒定
2.3.3 菌株生長(zhǎng)曲線的繪制
2.4 小結(jié)
第3章 Bacillus sp.CJPE209產(chǎn)角蛋白酶的發(fā)酵工藝優(yōu)化
3.1 材料與試劑
3.1.1 菌株
3.1.2 培養(yǎng)基
3.1.3 主要試劑
3.1.4 主要儀器設(shè)備
3.2 試驗(yàn)方法
3.2.1 菌株Bacillus sp.CJPE209產(chǎn)角蛋白酶發(fā)酵條件的優(yōu)化
3.2.2 芽孢桿菌（Bacillus sp.）CJPE209的產(chǎn)酶培養(yǎng)基的優(yōu)化
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 菌株Bacillus sp.CJPE209發(fā)酵條件的優(yōu)化
3.3.2 菌株Bacillus sp.CJPE209產(chǎn)角蛋白酶培養(yǎng)基的優(yōu)化
3.4 小結(jié)
第4章 角蛋白酶的分離純化和酶學(xué)性質(zhì)的研究
4.1 材料
4.1.1 菌株
4.1.2 培養(yǎng)基
4.1.3 主要試劑
4.2 試驗(yàn)方法
4.2.1 粗酶液的制備
4.2.2 蛋白濃度的測(cè)定方法
4.2.3 角蛋白酶的分離純化
4.2.4 角蛋白酶酶學(xué)性質(zhì)的研究
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 蛋白質(zhì)濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
4.3.2 角蛋白酶的分離純化的結(jié)果
4.3.3 角蛋白的酶學(xué)性質(zhì)研究
4.4 小結(jié)
第5章 羽毛降解的應(yīng)用
5.1 材料與試劑
5.1.1 菌株
5.1.2 培養(yǎng)基
5.1.3 主要試劑
5.1.4 主要儀器設(shè)備
5.2 試驗(yàn)方法
5.3 結(jié)果
5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
參考文獻(xiàn)
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]產(chǎn)角蛋白酶微生物菌株選育及產(chǎn)酶發(fā)酵條件研究[D]. 張偉.河北科技大學(xué) 2010
[4]羽毛角蛋白降解菌的分離、鑒定、發(fā)酵條件優(yōu)化及其酶應(yīng)用特性的初步研究[D]. 鐘巧芳.云南師范大學(xué) 2007
[5]廢羽毛生物水解技術(shù)的研究[D]. 陳麗.東華大學(xué) 2006
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本文編號(hào)：2234187
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