兩種微生物發(fā)酵法降解南極磷蝦蛋白工藝研究與比較.pdf

1、本研究利用微生物發(fā)酵產(chǎn)酶的技術(shù)，在研究并優(yōu)化地衣芽孢桿菌液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)蛋白酶的工藝條件的基礎(chǔ)上，將試驗(yàn)結(jié)果獲得的優(yōu)化條件發(fā)酵培養(yǎng)地衣芽孢桿菌產(chǎn)生的蛋白酶用于降解南極磷蝦粉蛋白質(zhì)，并優(yōu)化其酶解工藝參數(shù)；同時(shí)探討影響米曲霉固態(tài)發(fā)酵南極磷蝦粉的主要因素，優(yōu)化關(guān)鍵發(fā)酵工藝參數(shù)，并比較兩種微生物發(fā)酵法降解南極磷蝦粉蛋白質(zhì)的效果，為南極磷蝦粉的微生物法利用奠定理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　(1)地衣芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)蛋白酶條件優(yōu)化
　　以發(fā)

2、酵液中蛋白酶活為指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)考察液態(tài)發(fā)酵條件對(duì)地衣芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)蛋白酶的基礎(chǔ)上，采用L9(34)正交試驗(yàn)優(yōu)化地衣芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)蛋白酶的條件。結(jié)果表明，發(fā)酵溫度、發(fā)酵液pH值、發(fā)酵液裝瓶比例、發(fā)酵時(shí)間都對(duì)地衣芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)蛋白酶有極顯著（p<0.01）影響。采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化后的發(fā)酵條件為：發(fā)酵溫度為37℃，pH值為8，發(fā)酵時(shí)間4 d，發(fā)酵液裝瓶比例40％；按此工藝參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn)，所得地衣芽孢桿菌發(fā)酵液中蛋白酶活可達(dá)566.5±

3、0.38 U/mL。
　　(2)地衣芽孢桿菌蛋白酶降解南極磷蝦蛋白條件優(yōu)化
　　利用前一章優(yōu)化工藝培養(yǎng)的地衣芽孢桿菌發(fā)酵液中的蛋白酶對(duì)南極磷蝦粉蛋白質(zhì)進(jìn)行降解試驗(yàn)，以南極磷蝦粉酶解液中可溶蛋白含量Y為指標(biāo)，單因素試驗(yàn)探討了酶解溫度、酶解時(shí)間、酶解pH值、磷蝦粉與地衣芽孢桿菌發(fā)酵液比例四個(gè)因素對(duì)南極磷蝦粉蛋白質(zhì)降解效果的影響，并采用二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，建立了其與酶解pH值X1、酶解溫度X2、酶解時(shí)間X3的數(shù)學(xué)回歸方程

4、：Y=179.38+3.31X1-6.60X2+12.72X3-5.67X12-8.36X22-6.68X32+4.80X1X2-2.35X1X3運(yùn)用響應(yīng)面法對(duì)南極磷蝦粉蛋白質(zhì)酶解關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，獲得的優(yōu)化組合為：酶解溫度60℃，酶解pH值10.0，酶解時(shí)間13.0 h，此外，控制南極磷蝦粉與發(fā)酵液比例1:10進(jìn)行擴(kuò)大性驗(yàn)證試驗(yàn)，所得南極磷蝦粉酶解液樣品中的可溶蛋白含量為185.8±0.35 mg/mL，與理論預(yù)測(cè)值（185.4

5、±0.17 mg/mL）無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p>0.05)。經(jīng)進(jìn)一步檢測(cè)，南極磷蝦粉酶解液中氨基態(tài)氮含量為21.7±0.18 mg/mL，是其原料的氨基態(tài)氮含量（1.1±0.24 mg/mL）的19.7倍，提示通過采用地衣芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)南極磷蝦粉的蛋白質(zhì)的酶解極顯著(p<0.01)地提高了其氨基態(tài)氮的含量。
　　(3)米曲霉固態(tài)發(fā)酵南極磷蝦蛋白工藝研究
　　單因素試驗(yàn)探討了發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、南極磷蝦粉與麩皮的比例、接

6、種量、加水量五個(gè)因素對(duì)米曲霉固態(tài)發(fā)酵南極磷蝦粉效果的影響，并通過二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，建立固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物中可溶蛋白含量 Y與發(fā)酵溫度 X1、米曲霉接種量X2、加水量X3的數(shù)學(xué)回歸方程：Y=103.86+5.66X1+3.33X2+4.08X3-6.13X12-3.73X22-2.40X32-2.43X1X2運(yùn)用響應(yīng)面法對(duì)米曲霉固態(tài)發(fā)酵南極磷蝦粉關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，獲得其優(yōu)化組合為：發(fā)酵溫度32℃，米曲霉接種量5%，加水量110%