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β-内酰胺酶是一类能水解β-内酰胺类抗生素的水解酶,目前已发现200多种。根据β-内酰胺酶的结构和水解产物不同,被分为A、B、C、D四类,其中青霉素酶属于β-内酰胺酶的A类。该酶的主要特点是可以水解青霉素、头孢菌素、肟类β-内酰胺、氯唑西林、羧苄西林和碳青霉烯类等抗生素,其活性可被克拉维酸所抑制。目前青霉素酶主要应用于抗生素药物的无菌检验,也有用于青霉素酶生物传感器以及以青霉素酶为标记的ELISA的报道,但都属于试剂级产品,尚无工业级产品及应用的报道。本研究主要成果如下:(1)以蜡状芽孢杆菌kd-01为出发菌株,经紫外诱变和指示菌生长谱法筛选,得到一株高产青霉素酶的菌株,命名为kd-02,使发酵单位由1 035 000U/mL提高到3 016000U/mL,提高了291.4%。(2)经发酵工艺再次优化,在10%种子接种量,30℃摇瓶发酵温度,初始发酵溶液pH7.0～7.2,装料比为50mL/250mL进行发酵,230 r/min的条件下,发酵单位平均为7 500 000U/mL,最高达7 588 000U/mL。(3)研究了无菌酶制剂的制备工艺,发酵酶液经0.22μm膜精滤达到了无菌要求,其过滤收率为92.3%。(4)研究了酶制剂的稳定性,25℃以下保存1个月,其酶活稳定在92%以上。(5)研究了上述无菌酶制剂在青霉素菌渣无害化处理中的应用,针对某公司提供的菌渣其平均残留为2 179 U/g,约为1.3 mg/g。在青霉素酶活与青霉素效价比为3:1的条件下,37℃,1h可以完全去除其中的青霉素。以上工作为实现青霉素酶及其工业化应用奠定了基础。