芽孢杆菌蛋白酶在食品工业中的应用研究进展

芽孢杆菌蛋白酶是一种重要的微生物源蛋白酶,其种类多样、活性显著、研究较为深入,已被广泛应用于食品行业。本文综述了产蛋白酶芽孢杆菌的筛选、高产蛋白酶菌株的选育与工程菌株的构建、蛋白酶发酵条件的优化,分别以植物蛋白和动物蛋白为作用对象介绍了芽孢杆菌蛋白酶在食品行业中的应用情况,并对将来的研究方向和发展趋势进行了展望,旨在为芽孢杆菌蛋白酶的深入研究和应用提供参考。

蒙古黄芪内生细菌产IAA菌株筛选与培养条件优化

【目的】探寻蒙古黄芪内生菌的促生功能,挖掘优异微生物资源。【方法】采用前期从蒙古黄芪品系甘芪1号根中分离纯化的20株内生细菌菌株(B1~B20,GenBank序列收录号OM938262~OM938281)为研究对象,以纯培养液为对照(CK),利用Salkowski显色法对产吲哚乙酸(IAA)功能菌株鉴定,然后对优异菌株的培养条件进一步进行优化研究。【结果】甘芪1号根可培养内生细菌菌株,有12株菌株较CK有明显Salkowski显色反应,测量各菌株产IAA浓度依次为B16>B18>B10>B20>B8>B13>B11>B3>B4>B6>B1>B17,产IAA浓度范围为2.74~26.48 mg/L,平均10.10 mg/L,其中B16高稳产IAA(GenBank OM938262),平均产IAA浓度高达26.48 mg/L,极显著高于其他菌株产IAA的水平。培养条件优化显示,B16菌株培养最适温度为15~25℃,在浓度为0.1%~7%的NaCl培养基均能正常生长,最适NaCl浓度为1%,最适pH为7.0,最适碳、氮源分别为酵母提取物和蛋白胨。培养条件优化后B16增殖及IAA产能较优化前分别极显著提高28.6%和53.5%。【结论】蒙古黄芪根内生细菌中产IAA菌株比例较高,是优异豆科药用植物微生物资源宝库,且筛选到一株高稳产IAA菌株B16,经过培养条件优化可达到40.658 mg/L,是有较大的生态调控利用潜力的菌株。

小白菜根际高效解磷菌的分离鉴定与培养条件优化

为评价小白菜Brassica chinensis L.根际微生物分解有机磷的能力,明确其优势解磷菌的分类学地位,进一步优化培养条件,为开发微生物肥料提供基础。采用蒙金娜有机磷平板法筛选小白菜根际有机磷分解菌,利用钼锑抗比色法分析菌株解磷能力;进一步观察优势解磷菌的菌落形态,并通过16S DNA序列同源性比对和邻近法构建系统发育树,确定优势菌株FG5的分类学地位;最后,采用单因素和正交试验进一步探讨菌株FG5的最适培养条件。结果表明:小白菜根际共分离筛选出解有机磷菌3株,其中菌株FG5解磷效果最佳,接种菌株FG5培养3 d后,培养基中游离磷质量浓度高达165.20 ug·mL^(-1)。FG5菌落圆形,表面干燥,微微隆起,边缘波状的米白色,16S DNA序列同源性比对结果表明其为特基拉芽孢杆菌。单因素和正交试验优化结果显示菌株FG5最佳培养条件为:甘露醇为碳源,尿素为氮源,培养温度27℃,转速180 r·min^(-1),接种量1.5%(V/V)。在该条件下FG5的解磷量达到307.25 ug·mL^(-1),相较于培养条件优化前,解磷能力提高85.99%。菌株FG5有机磷分解能力强,具有良好的微生物肥料应用潜力。

低温地区纤维素降解菌的筛选鉴定与纤维素酶活力测定

【目的】筛选低温地区纤维素降解菌,为畜禽粪便无害化处理提供理论依据。【方法】通过适温性测定与刚果红染色法,对吉林低温地区冻土和牛粪中初步分离并筛选低温、纤维素降解菌;通过16S rDNA测序对菌株进行分子生物学鉴定;通过葡萄糖标准曲线的绘制测定纤维素酶的活性。【结果】在牛粪与冻土中通过适温性测定筛选出3株低温菌株(D-3、D-7和D-16),通过刚果红染色法与酶活性测定筛选出5株纤维素酶活性较高的菌株(X-1、X-5、X-9、X-11和X-18),均属于细菌,经过16S rDNA测序鉴定,将测序结果利用BLAST软件进行同源性比对,并建立基因系统发育树得知,3株低温细菌分别为弗雷德里克斯堡假单胞菌、醋酸钙不动杆菌和产黄假单胞菌,5株纤维素降解菌株分别为蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和沙福芽孢杆菌。【结论】吉林低温地区可培养纤维素降解菌的类群组成及纤维素降解能力。筛选出的5株活性较高的纤维素降解菌株(X-1、X-5、X-9、X-11和X-18)可作为有效降解纤维素的潜力菌株应用于粪污堆肥发酵剂的研制。

牛羊粪中纤维素降解菌的筛选鉴定及产酶条件优化

该研究采用刚果红染色法和滤纸条崩解法从青海天然牧场的牛羊粪中分离筛选纤维素降解菌,通过形态学观察及分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定。以羧甲基纤维素(CMC)酶活性为筛选指标,采用单因素试验及响应面试验对其产酶条件进行优化,并评价其对不同秸秆的降解效果。结果表明,筛选获得一株具有较高产纤维素酶活性的菌株BC-4,其被鉴定为索诺拉沙漠芽孢杆菌(Bacillus sonorensis)。单因素及响应面试验结果表明,该菌株最优产酶条件为发酵初始pH8,接种量2%,发酵温度35℃。在此优化条件下,菌株BC-4产羧甲基纤维素酶活性为93.7 U/mL。该菌株对不同秸秆均具有较好的降解效果,其中对菊芋秸秆降解率最高为26.3%。

海水中降解几丁质细菌的筛选鉴定及培养条件优化

[目的]从海水中获得高产几丁质酶菌株并优化培养条件。[方法]采集湛江市金沙湾海水作为样品,以胶体几丁质为唯一碳源筛选分离产几丁质酶菌株,DNS法测定酶活力并进行分子鉴定;单因素试验和正交优化其产酶最佳条件。[结果]初筛得到6株能降解几丁质的细菌,其中编号为Z-4的菌株几丁质酶活力最强,形态鉴别及16S rDNA序列分析鉴定为嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)。菌株Z-4优化后的最佳产酶条件为可溶性淀粉添加量1.5%、蛋白胨添加量2.5%、KH2PO4添加量0.04%,在30℃、pH 7.0、接种量2%、160 r/min、培养72 h,酶活力达到0.452 U/mL,相比优化前提高了5倍。[结论]研究结果为海洋副产物有效利用几丁质改善环境提供重要参考。

南海东部某油田杀菌剂筛选与现场评价

针对南海东部某油田回注水中SRB细菌达标难题,对多种杀菌剂进行现场筛选评价,优选出杀菌剂NFSG-018和NFSG-021,现场杀菌性能结果表明,当加剂浓度为200mg/L时,杀菌剂NFSG-018和NFSG-021可完全杀灭SRB细菌,杀菌率达100%;配伍性结果表明,加入杀菌剂后未对在用破乳剂NHP的破乳效果和清水剂NHQ的清水效果产生明显影响;高低温稳定性结果表明,分别于5℃和50℃的条件下放置72h后,杀菌剂NFSG-018和NFSG-021外观均未发生明显变化;自腐蚀性结果表明,杀菌剂NFSG-018对316钢的平均腐蚀速率为0.0015mm/a,杀菌剂NFSG-021样品对316钢的腐蚀速率为0.0071mm/a,远远小于0.076mm/a的行业标准。

解钾JX-10菌的筛选及解钾工艺

本文从一钾长石矿区土壤中分离、筛选得到了6株高效解钾细菌。其中命名为JX-10的菌株分离于矿区茼蒿根系土壤,经基因测序鉴定为Bacillus sp.,与KT981886菌相似度高到99.72%。同时就培养时间、温度及转速等解钾工艺条件进行了探讨。实验结果表明,JX-10菌株具有分解钾长石矿物的能力。其较佳解钾工艺条件为:培养温度28℃、时间10 d,转速160 r/min,培养基pH值为5.0,钾长石浓度2 g/L,粒度0.03mm,接种量25%,硫酸铵浓度0.2 g/L。在较佳工艺条件下,溶液中可溶性钾离子含量可达23.32 mg/L,浸出率为8.36%。

NH_(3)和H_(2)S降解功能菌的分离鉴定及降解特性研究

为了减少厨余垃圾堆放时恶臭气体的排放,本研究利用富集驯化、定性初筛和定量复筛法从厨余垃圾中分离筛选到2株对NH3和H2S均具有高效降解作用的菌株CN5和CS2。通过16S rDNA序列分析,分别鉴定为肠球菌属(Enterococcuss sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。通过单因素实验,确定两株菌的最佳除臭条件为:培养温度为35℃、pH为7、碳氮比25∶1、碳源为蔗糖、氮源为氯化铵,对NH_(3)和H_(2)S的降解率均能达到85%左右。菌株CN5和CS2在2∶3的混合状态下生长状况最好,p H值稳定,OD_(600)最大值为1.342。通过氨氮含量和硫酸盐含量测定实验发现,最终氨氮含量为50.5 mg/L,菌剂对氨氮降解率为85.3%;硫酸盐含量为302.7 mg/L,菌剂对硫酸盐生成率为89.2%。结果表明,从厨余垃圾中筛选得到的2株菌对NH_(3)和H_(2)S具有良好的降解能力,且两菌株相互之间具有协同作用。

窖泥中酯化菌的筛选鉴定及协同发酵条件优化

该研究对窖泥中酯化菌进行筛选,通过形态学观察和分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定。将筛选菌株与异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)JM-4协同发酵,以酯化酶活力为指标,通过单因素及正交试验优化其发酵条件,并采用顶空固相微萃取结合气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术分析发酵产物挥发性风味化合物。结果表明,获得3株酯化酶活力较高的细菌,分别编号为CY-1、CY-2、SY-3。菌株CY-1、CY-2、SY-3分别被鉴定为阿氏芽孢杆菌(Priestia aryabhattai)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)。将3株酯化菌与菌株JM-4协同发酵,其最优发酵条件为接种量6%、初始pH值为4.5、发酵时间48 h。在此优化条件下,酯化酶活力达到52.67 U/m L,是优化前的1.23倍。HS-SPME-GC-MS结果表明,协同发酵提高了挥发性风味化合物含量,产生了己酸、辛酸、2,3-丁二醇等挥发性风味化合物。

鱼肠道中高产苯乳酸乳酸菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

该研究通过采用高效液相色谱(HPLC)法测定苯乳酸含量,从50株鱼肠道来源的乳酸菌中筛选高产苯乳酸的菌株,通过形态观察、生理生化试验及分子生物技术对其进行菌种鉴定,并以苯乳酸产量为响应值,通过单因素试验和响应面试验对其产苯乳酸发酵条件进行优化。结果表明,筛选到1株产苯乳酸能力较好的菌株DY2,其苯乳酸产量达2.45 mg/mL,经鉴定,菌株DY2为融合魏斯氏菌(Weissella confuse)。菌株DY2产苯乳酸的最适发酵条件为初始pH 6.0,发酵时间50 h,接种量3%、发酵温度34℃。在此优化条件下,苯乳酸产量达2.99 mg/mL,是优化前的1.22倍。

一株高效褐藻酸降解菌的筛选、鉴定及其发酵条件的优化

以褐藻酸钠为唯一碳源,从腐烂海带中筛选得到褐藻酸钠降解能力较强的菌株H4,经生理生化和16S rDNA序列分析鉴定该菌株属于交替单胞菌属(Alteromonas)。对菌株H4的发酵条件优化研究表明,H4的较优培养基组成为(w/v):褐藻酸钠0.6%、酵母粉0.5%、蛋白胨0.25%、NaCl 3%;较优培养条件为:培养温度28℃,初始pH7.5,接种量1.5%(v/v),培养时间48 h。Fe3+对交替单胞菌H4的产酶有明显的促进作用,这在其他褐藻酸裂解酶生产菌株中未见报道,而Cu2+对褐藻酸裂解酶的抑制作用高达45.78%。在优化后的培养条件下,粗酶液酶活达到146.45 U/mL,较优化前提高了39.4%。

烟草根际固氮菌的筛选、鉴定及优化培养

对四川广元烟草主产区三个种植基地的烟草根际固氮菌进行筛选,分离出28株具有固氮活性的菌株。经扩增r DNA限制性酶切片段分析法(ARDRA)初步分类,共获得5个操作分类单元(OTU),并由16S rDNA序列进行了分析鉴定。结果表明不同分类单元分别是:苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和炭疽杆菌。优化了N7菌株(巨大芽孢杆菌)培养条件,确定其最佳碳源为蔗糖,最适宜初始pH值为7.5,最适温度为30℃。

海洋石油降解微生物的筛选及降解条件优化

从青岛港口海水中筛选出了4株适宜海洋环境的高效烃降解菌,根据传统的细菌鉴定方法将这4株菌鉴定到属,其中N1为脂肪杆菌属,N2为海球菌属,N3为微杆菌属,N4为动性球菌属。考察了温度、盐度和pH对4株混合菌生长的影响,结果表明它们都适合中性偏碱性环境生长,具有一定的耐盐性,并能耐受较低的温度,适合海洋环境。N4菌具有较宽的底物利用范围,对高浓度原油的耐受能力较强,当原油的浓度为2.5%时,其降解率仍可达到60%以上。通过构建优势混合菌发现,4株菌混合时对原油的降解能力最强。其降解原油的最佳pH=8,最佳盐度为NaCl%=3%。

微生物絮凝剂产生菌的筛选、鉴定及絮凝试验

从武汉市某印染厂活性污泥中分离出17株具有絮凝活性的菌株,复筛后得到1株较高絮凝活性菌,命名为fd20。采用全自动细菌鉴定系统Vitck-32进行生化特征鉴定,初步鉴定该菌株为少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)。对该菌的絮凝条件进行了优化,结果表明,加入0.6mL的1%CaCl2或絮凝菌液投加量为0.1 mL时,该菌株对高岭土悬浊液的絮凝率可达93%以上。

耐高温高醇醋酸菌的筛选及其发酵工艺的初步优化

分别从各种腐烂水果中分离出12株产醋酸菌,比较其对乙醇和温度的耐受性以及发酵产醋酸的量,选择综合性能相对最高的一株,利用生理生化实验和16S rDNA同源序列分析,初步认定其为Acetobacter属。正交试验优化该菌最佳发酵培养基为:葡萄糖2%,酵母粉2%,MgSO4.7H2O 0.02%,KH2PO4 0.1%,乙醇7%vol,醋酸产量为48.6g/L。

一株西瓜细菌性果斑病生防菌的筛选、鉴定及其培养基优化

为发掘对西瓜细菌性果斑病具有高效拮抗作用的生防菌株,采用初筛和复筛的方法,从种植西瓜的土壤中分离筛选出一株有较强抑制作用的菌株,并进行了盆栽试验。对其进行形态学、生理生化及分子生物学鉴定,同时通过单因素试验和正交试验对其培养基进行了优化。结果表明菌株HP-24对病原菌的抑制作用最强,抑菌圈直径为2.40 cm,经鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。盆栽试验结果表明,菌株HP-24对细菌性果斑病的防效达76.72%。经过优化得到HP-24的最佳培养基组成为:1.0%的牛肉膏,1.3%的麸皮和0.7%的氯化钾。在最佳培养基条件下,发酵液中的活菌数达到1.17×10^(9) CFU·mL^(-1)。研究结果为西瓜细菌性果斑病的生物防治提供了理论依据。

一株高效褐藻胶降解菌的筛选及其发酵条件的优化

针对8株已知有褐藻胶降解酶活性的菌株,以褐藻酸钠为唯一碳源,驯化培养后筛选得到一株高效降解菌中华黄海杆菌QM42。经过发酵培养实验,确定其最佳产酶条件（w/v）：以蛋白胨为氮源,以褐藻酸钠为碳源,褐藻酸钠浓度0.4%~0.7%,培养盐度5%~7%,培养初始pH值为7,培养温度31℃,150r/min摇床发酵72h,粗酶液酶活力达到9.74U/mL。

高产丁二酮乳球菌的选育及发酵条件优化

从收集到的6株乳酸菌中筛选得到一株高产丁二酮菌株DX。经过16S rDNA测序和构建系统发育树,结果表明菌株DX的16S rDNA基因序列同Lactococcus lactis的同源性为99%,综合系统发育树结果表明该菌株为乳酸乳球菌。通过单因素试验和中心组合试验确定菌株DX的最佳发酵条件为:脱脂乳质量浓度10g/100mL、接种量2%、发酵培养基初始pH6.5、培养温度37℃、静置培养,丁二酮产量达到22.383mg/L。

高产胞外多糖乳酸菌的筛选及培养条件优化

从酸菜汁和生鲜奶中筛选出一株高产胞外多糖的乳酸菌L3,应用苯酚—硫酸法测定其胞外多糖的产量。分别改变基础培养基的碳源、氮源、发酵温度、时间、pH等条件,探索其对乳酸菌L3胞外多糖生物合成能力的影响。结果表明:葡萄糖和蛋白胨分别是乳酸菌产生多糖的良好碳源和氮源。该菌株胞外多糖的最佳生物合成条件为:初始pH值6.5,发酵温度37℃,发酵时间24h,此条件下胞外多糖的生物合成量为108.49mg·L-1。