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本文利用本实验室自行筛选的两株高效角蛋白降解菌株——链霉菌B221和地衣芽孢杆菌NJU-1411-1为研究菌株,采用固体发酵体系,系统研究了不同接种顺序、接种时间、接种比例、接种量、培养基起始pH值、培养基含水量时两株菌混合发酵的情况。研究结果探索了羽毛角蛋白降解的新途径,对两株菌有了进一步了解,同时对混合发酵领域进行了探索。 1.链霉菌B221固体发酵羽毛时,生物量在第四天达到最大。酶活力在第二天达最大值25 U/ml。可溶性蛋白含量在发酵期间逐渐积累,积累速度与酶活力相关性不大。地衣芽孢杆菌NJU-1411-1生物量与发酵第三天达最大值109数量级。酶活力第一天就达到35 U/ml,之后逐渐下降。可溶性蛋白含量在前三天酶活力较高时积累较快,说明可溶性蛋白含量与酶活力相关性高,酶解是1411降解角蛋白的主要途径。尽管1411的最大酶活力为B221的1.5倍,但B221发酵所得的可溶性蛋白含量将近1411的1.5倍。 2.在牛肉膏蛋白胨培养基上培养两菌的混合菌液,结果两菌均能生长,说明相互间无明显拮抗作用,可以进行进一步的混合发酵。 3.采用了同时接种,B221先接种,1411晚24h、48h、72h接种及1411先接种,B221晚24h、48h、72h接种的顺序进行固体发酵实验。结果表明,先接入的菌生长只受轻微影响,晚接入的菌生物量也略低于同接种量单纯发酵时的生物量。并且越晚接种该菌生物量越低,晚48h接种时菌量已大幅下降,晚72h接种时几乎不能生长。相较其他情况,同时接种时发酵所得酶活力最大为27U/ml、最终发酵得到29%可溶性蛋白含量及37%水溶性物质含量,居各种发酵顺序之首。因此同时接种是B221和NJU-1411-1混合发酵中最好的接种顺序。 4.按照接种量B221∶1411比例为1∶9、1∶4、1∶2、2∶1、4∶1、9∶1进行发酵。两菌均可生长,但生物量随接种数量而变化。对比各种接种比例,当B221∶1411比例为4∶1时,混合体系同时拥有较高的生物量、酶活力(25 U/ml)、可溶性蛋白含量(32%)和水溶性物质含量(40%),是混合发酵时的最佳比例。 5.按照接种量为10%、20、30%、40%进行固体发酵。20%是混合发酵体系的最佳接种量,此时的酶活力、可溶性蛋白含量和水溶性物质含量远高于其他接种量。 6.按照培养基起始pH值为6.0、7.0、8.0、9.0、10、11分别进行固体发酵。结果表明,pH值对发酵效果影响极大。当pH值为9.0时各项指标均优于其他情况。1411接种量仅为4%时最大酶活力仍能达到27 U/ml,可溶性蛋白含量高达35%,水溶性物质含量达47.5%。因此,pH值9.0是混合发酵的最佳pH值。 7.按照培养基量20 ml、25 ml、30 ml、35 ml、40 ml进行固态发酵。结果表明,35 ml是混合发酵的最佳含水量。高于或低于35 ml都严重影响发酵效果。 8.链霉菌B221与地衣芽孢杆菌1411混合发酵的最有条件为:链霉菌B221与地衣芽孢杆菌1411接种比例为4∶1,接种量20%(链霉菌B221接种量为16%,地衣芽孢杆菌1411接种量为4%),两菌同时接种。每10g羽毛粉加入35 ml培养基。起始pH值为9.0左右。温度40℃培养6天。最大酶活力出现在发酵第一天,达27 U/ml。最终可溶性蛋白含量为35%,水溶性物质含量为47.5%,得率为86.4%。