论文部分内容阅读
羽毛是禽类加工过程中产生的一种副产物,含有丰富的蛋白资源。因为降解缓慢,利用率低,每年产生的大量羽毛成为废弃物,造成环境污染。微生物降解羽毛既可保护环境又实现废物的资源化利用,具有显著的社会效益和经济效益。本论文从土壤中筛选分离出一株高效降解羽毛的菌株,鉴定了筛选菌种属、研究了发酵条件对菌株降解羽毛产可溶蛋白的影响,以及羽毛在降解过程中的特性,为羽毛发酵产物的进一步应用提供理论基础。论文得到以下研究结论:1、从4处来源不同的土壤中,经过初筛、复筛筛选出一株降解羽毛效果较好的菌株,命名为H3。对H3菌株进行形态学观察、生理生化实验及16S rRNA基因鉴定,鉴定菌株H3为蜡状芽孢杆菌的一种,命名为蜡状芽孢杆菌H3(Bacillus cereus H3),并构建了系统发育树。基因序列提交到NCBI,登录号为KX548899。2、以鸡毛作为培养基唯一碳源,通过单因素实验、PB试验及Box-Behnken响应面设计对培养基组成和发酵条件进行了优化,确定了Bacillus cereus H3降解羽毛产可溶蛋白最优的发酵工艺为:(1)培养基:羽毛含量20 g/L、无机盐NaCl0.1g/L、MgSO4 0.1 g/L及KH2PO4/K2HPO4为0.7/1.4 g/L;(2)发酵条件:装液量50 mL/250 mL、接种量3%、初始pH值10.5及培养温度31℃。发酵产可溶蛋白含量较优化前提高了4.8倍。3、在优化发酵条件下,研究了菌株Bacillus cereus H3降解羽毛的特性。发酵产生的可溶蛋白浓度和角蛋白酶活力在同一时间达到最大值;氨基酸含量在发酵6天后达到最大值,发酵液含有4种必需氨基酸,其中含量最高的氨基酸为苯丙氨酸;抗氧化实验表明羽毛发酵液具有良好的抗氧化性;红外分析结果表明发酵水解物的组成含有多肽结构;扫描电镜观察完整鸡毛在降解过程中的微观结构,结果表明羽毛的羽枝首先降解,之后羽轴会逐渐被降解。