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角蛋白酶是一种能够特异性地将硬性角蛋白废弃物降解成氨基酸的一种酶类,具有消毒杀菌、嫩化肉类、改善消化性、改善皮肤通透性、去除皮肤老化角质层、脱毛等作用。在食品、饲料、医药、环保、农业、制革、化妆品、洗洁剂等行业具有十分广阔的应用前景。酶活力低成为限制角蛋白酶工业化生产的一个重要瓶颈。本研究筛选到了一株降解角蛋白的细菌,并围绕提高该菌角蛋白酶合成水平这一核心内容,利用现代生物发酵和统计分析技术,系统地研究了发酵产酶特性、酶活测定条件及方法、高产菌株的诱变选育、发酵工艺优化等。主要获得了以下研究结果：1.从长期堆积腐烂羽毛土壤中筛选得到了一株产角蛋白酶的细菌,结合形态观察、生理生化特征及16S rDNA序列比较,鉴定为短小芽孢杆菌,并命名为Bacillus pumilus strain JYL.该菌能以完整羽毛为唯一碳氮源进行生长,摇瓶发酵2d,羽毛已基本被完全降解。2.研究了菌株对完整羽毛和羽毛粉的发酵特性,结果表明：菌株发酵完整羽毛的角蛋白酶产量始终显著高于发酵羽毛粉,二者均在36h时达到产酶高峰,且完整羽毛的发酵产酶期较长,在24h-36h内,酶活均保持在较高水平,但菌株对羽毛的降解率及降解产生的可溶性蛋白含量却不及羽毛粉高。3.以Gradisar等人的传统酶活测定方法为基础,系统地研究了羽毛粉测定角蛋白酶活力的测定条件。羽毛粉测定角蛋白酶活的最佳条件为：发酵液直接低温离心制取粗酶液、试剂添加顺序TSE、羽毛粉粒度20目、底物量45mg、反应pH8.5、温度45℃、反应时间1h、震荡频率30min/次、测定波长280nm。测得角蛋白酶活为传统方法的2.87倍。4.通过单因素实验,P-B试验及B-B响应面设计对初始发酵培养基营养组分进行了优化,确定了最优的营养组分配比为：羽毛0.5%、NaCl0.5%.FeS040.036%. MgS040.025%.K2HP040.073%.KH2P040.035%,玉米粉0.5%,培养基初始pH6.5,角蛋白酶活较优化前提高了49.3%。5.对出发菌株JYL进行了多次紫外诱变和微波诱变处理,最终筛选得到一株遗传稳定性良好、角蛋白酶产量高的突变株UW-27,其角蛋白酶活达到了112.36U/mL,较诱变前酶活提高了96.64%。6.通过单因素实验和正交试验,确定了最佳摇瓶发酵条件组合为：温度37℃、转速160r/min、接种量2%、装液量80mL/250mL,在此摇瓶发酵条件下角蛋白酶活达到124.12U/mL,较优化前提高了10.47%。