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胶原蛋白是一种分子量高达30万道尔顿的纤维蛋白,因其具有以右手螺旋的形式构成的3条α肽链相互缠绕的螺旋结构,肽链间以氢键形式紧紧相连,使其具备了极其稳定的特性。因此一般意义上的蛋白酶很难将其分解、更不必说普通的加工温度或是短时间加热都不会对其结构产生任何影响。如果将胶原蛋白水解为胶原多肽,具有易吸收、抗过敏、抗菌、抗氧化、抗老化、促进伤口愈合、预防骨质疏松及关节炎、促进角膜上皮损伤修复等多种生理活性,使得胶原蛋白以胶原多肽的形式实现高值化利用成为可能。本文旨在探索通过微生物途径获取高活力胶原酶来水解胶原蛋白并进行胶原酶生产工艺优化进而达到工厂批量生产的目的。本文首先从烟台近海分离选育产胶原酶的微生物,获得高产菌株SM12,并经形态观察、生理生化指标和16S rDNA鉴定,确定为琥珀葡萄球菌。通过培养组分和条件优化确定最佳培养工艺:葡萄糖20g/L,牛肉膏15g/L,NaCl 20g/L,pH7.5,培养温度37℃,接种量7.5%(v/v),装液量100mL/500mL瓶。在优化条件下发酵24h获得最大酶活力185.32U/mL。可见,菌株SM12在最优条件下产酶活力仍旧不高。鉴于本研究以选育产胶原酶创新菌株为重点,因日本海马肠道内筛选出的一株拮抗益生菌(编号为HS17)在同一生态位中可通过营养或空间竞争、分泌抗生素或细菌素等抑制其他微生物生长而表现出极强的生命力,猜测其具备产高活力胶原酶的潜力。大胆尝试对其产胶原酶的研究,以期获得比菌株SM12更大的胶原酶产量。综合该菌的形态、生理生化以及16S rDNA系统发育树分析等方面的试验结果,确定菌株HS17属于芽孢杆菌属(Bacilus sp.),经过发酵组分优化,确定最优发酵培养组分:明胶3 g/L,果糖50 g/L,酵母浸粉4 g/L,ZnSO44 g/L,MnSO43 g/L,FePO4.2H2O 3 g/L,(NH4)2SO46g/L,Na2HPO44 g/L,K2HPO45 g/L。利用此最优培养组分在10L机械搅拌发酵罐上进行Bacillus sp.HS17生产胶原蛋白酶。接种量4.46%(v/v),培养温度30℃,培养基初始pH 7,发酵过程中通过搅拌转速和通气量控制溶解氧(DO)在5%以上,在发酵35 h时获得最大胶原蛋白酶产量,为415.39 U/mL。在发酵后期,胶原蛋白酶的活性随着菌体浓度的降低而降低。因此,Bacillus sp.HS17作为易培养且非病原菌、降解效果高效的胶原酶生产菌,具有更广应用前景和现实意义。