纳豆激酶是纳豆芽孢杆菌产生的一种丝氨酸蛋白酶,于日本纳豆食品中发现的。经研究发现,纳豆激酶具有溶解血栓的功能,可作为治疗和预防血栓性疾病药物。本研究是从日本进口纳豆食品中筛选到一株纳豆激酶活性高的菌株,采用紫外诱变筛选出突变株并提高酶活大小,并对突变株进行发酵工艺优化,为以后纳豆激酶工业化生产提供参考。研究内容和结果如下:本试验使用酪蛋白平板初筛,纤维蛋白平板进行复筛,从日本北海道生产的纳豆食品最终筛选到了5株产纳豆激酶的菌株,其中菌株XD2的酶活最高,为989.3 U/mL。对菌株进行16S rDNA分子鉴定,菌株XD2与枯草芽孢杆菌同源性达99%。结合系统进化树确定菌株XD2是枯草芽孢杆菌。以原始菌株XD2为出发菌株,通过紫外诱变,根据酶活大小筛选突变菌株。确定了最佳紫外照射时间为150 s,致死率为84.09%。在该条件下筛选到6株菌株,其中突变株XD7的酶活最高,达到1137.15 U/mL。相比于原始菌株XD2,酶活提高了15%。对其进行了5次传代,酶活变化不大,说明其遗传稳定性。从发酵曲线看出纳豆激酶是生长关联性代谢产物,综合分析确定后续发酵时间为48 h。以突变株XD7为生产菌株,对发酵培养基成分采用单因素试验考察了碳源、氮源、无机盐和表面活性剂,并设计正交试验进行优化,确定了发酵培养基最佳配方为:葡萄糖1.5%,大豆蛋白胨1%,十二水合磷酸氢二钠0.2%,磷酸二氢钠0.1%,无水硫酸镁0.1%,二水合氯化钙0.06%。酶活达到1492 U/mL。对发酵条件采用单因素试验考察了温度、初始pH、接种量和装液量,并设计响应面试验进行优化,确定了最佳的发酵条件:温度36.63℃,接种量2.36%,装液量46.71 mL,初始pH为7,转速150 r/min。酶活达到1598.13 U/mL。以突变株XD7为生产菌株,采用优化后的培养基和发酵条件,具有最高的产酶量,酶活达到1598.13 U/mL,相较于原始菌株XD2酶活989.3 U/mL,酶活总共提高了61.54%。