一株产胶原蛋白酶肠道菌的分离及鉴定

论文摘要

胶原蛋白是一种白色、不透明、无支链的天然的纤维蛋白质，其独特的三螺旋结构使胶原蛋白非常稳定，难以降解，从而造成其消化吸收困难。将胶原蛋白水解为胶原蛋白肽可使其在消化、吸收、功能等方面得到显著提高。利用生物酶降解胶原蛋白是制备胶原蛋白肽的最佳途径。随着对胶原蛋白的深入研究和其提取技术的发展，胶原蛋白肽的生理功能也逐渐被认识，胶原蛋白及胶原蛋白肽已经成为生物、食品、医学等领域的研究热点。本研究主要以黑鲪肠道为菌源，筛选出一株高活性胶原酶产生菌，对其发酵条件和培养基组分进行全面优化，并对该菌株所产的胶原酶的动力学性质，包括酶解条件及其热稳定性等进行了初步的探讨，为产业化生产胶原蛋白肽提供了一定的技术参考。对黑鲪简单处理后，经过初筛和复筛，得到一株产胶原酶活力较大的菌株。通过对该菌株的形态特征和生理生化特征，初步认定所筛菌属于气单胞菌属，暂命名为Aeromonas sp.F3。采用单因素试验法对Aeromonas sp.F3的发酵条件及培养基组分进行全面优化，提高该胶原酶生产菌的产酶效率。经优化试验结果表明，该菌株最佳发酵条件为：培养时间24h，温度40°C，初始pH为8，装瓶量80～100mL/250mL；培养基组分为：葡萄糖3g/L，酵母浸粉9g/L，NaCl5g/L，MnSO410mg/L。经优化试验明显提升了该菌株的产酶能力。以海洋微生物Aeromonas sp. F3为酶源，采用单因素试验法对其所产的胶原酶性质进行研究，包括该胶原酶的反应条件及热稳定性，并对该胶原酶水解鱼皮的效果进行了分析。结果表明，微生物Aeromonas sp. F3源胶原酶在50°C热处理40min之后明显失活，该胶原酶的最适反应温度为40°C，最适pH为8.6，金属离子Ca2+在0.5mmol/L浓度时对酶有激活作用。该酶在其最适条件下，对鱼皮胶原有显著水解效能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 胶原蛋白
• 1.1.1 胶原蛋白简介
• 1.1.2 胶原蛋白的结构及组成成分
• 1.1.3 胶原蛋白的生物学性质
• 1.1.3.1 低免疫原性
• 1.1.3.2 生物相容性
• 1.1.3.3 可降解性
• 1.1.4 胶原蛋白的应用
• 1.1.4.1 胶原蛋白在生物、医学领域的应用
• 1.1.4.2 胶原蛋白在化妆品中的应用
• 1.1.4.3 胶原蛋白在食品中的应用
• 1.2 胶原蛋白短肽
• 1.2.1 胶原蛋白短肽的性质
• 1.2.2 胶原蛋白短肽的成分
• 1.2.3 胶原蛋白短肽的生物活性
• 1.2.4 胶原蛋白短肽的应用
• 1.2.5 胶原蛋白短肽的展望
• 1.3 胶原酶
• 1.3.1 胶原酶简介
• 1.3.2 胶原酶的分类
• 1.4 鱼皮胶原蛋白的研究前景
• 1.4.1 我国的水产加工业现状
• 1.4.2 开发鱼皮胶原蛋白的前景展望
• 1.5 本研究的内容及意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要设备及仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 胶原酶生产菌的筛选
• 2.2.1.1 富集培养
• 2.2.1.2 初筛
• 2.2.1.3 复筛
• 2.2.1.4 胶原酶相对活力的测定
• 2.2.1.5 菌种保存
• 2.2.2 产酶条件的优化
• 2.2.2.1 种子培养基的配制
• 2.2.2.2 培养时间的确定
• 2.2.2.3 培养温度的确定
• 2.2.2.4 培养 pH 的确定
• 2.2.2.5 装瓶量的确定
• 2.2.2.6 碳源的确定
• 2.2.2.7 碳源浓度的确定
• 2.2.2.8 氮源的确定
• 2.2.2.9 氮源浓度的确定
• 2.2.2.10 金属离子对菌产酶的影响
• 2.2.3 胶原蛋白粗酶的提取及其性质
• 2.2.3.1 胶原酶产生菌的扩大培养
• 2.2.3.2 胶原蛋白粗酶的提取
• 2.2.3.3 pH 对酶活的影响
• 2.2.3.4 酶的热稳定性
• 2.2.3.5 温度对酶活的影响
• 2.2.3.6 金属离子对酶活的影响
• 2.2.3.7 胶原酶对鲜鱼皮水解效果
• 2.2.4 胶原酶产生菌的鉴定
• 2.2.4.1 菌株形态及其大小
• 2.2.4.2 革兰氏染色鉴定
• 2.2.4.3 荚膜染色鉴定
• 2.2.4.4 明胶液化试验
• 2.2.4.5 糖酵解试验
• 2.2.4.6 接触酶试验
• 2.2.4.7 脲酶试验
• 2.2.4.8 氧化酶试验
• 2.2.4.9 苯丙氨酸脱氨酶试验
• 2.2.4.10 甲基红试验
• 2.2.4.11 V-P 试验
• 2.2.4.12 淀粉水解试验
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 胶原蛋白酶产生菌的筛选
• 3.2 发酵条件优化
• 3.2.1 培养时间的确定
• 3.2.2 温度对产酶影响
• 3.2.3 初始 pH 对产酶影响
• 3.2.4 装瓶量的确定
• 3.3 培养基组分优化
• 3.3.1 碳源的选择
• 3.3.2 碳源浓度的确定
• 3.3.3 氮源的选择
• 3.3.4 氮源浓度的确定
• 3.3.5 金属离子对产酶的影响
• 3.4 酶的动力学性质
• 3.4.1 pH 对酶活的影响
• 3.4.2 胶原酶的热稳定性
• 3.4.3 温度对酶活的影响
• 3.4.4 金属离子对酶活的影响
• 3.5 酶液对鱼皮消化效果的研究
• 3.6 菌种鉴定结果
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢