一种产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌，其保藏号为CGMCC No.12184。本发明专利技术还提供该产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌在降解角蛋白上的应用，当发酵培养24h后，其角蛋白酶酶活可达到64.55U/mL，该产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌在降解和再利用含有角蛋白的畜禽业废弃物领域具有较可观的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微生物技术，具体涉及一种产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌及其应用。
技术介绍
羽毛是重要的蛋白质资源，其蛋白含量高达85-90％。但由于其主要成分角蛋白是一种具有极强抗性、难生物降解的硬蛋白，难以直接利用，而传统的物理和化学加工方法(高温高压、酸碱处理等)不仅消耗大量能源还引发严重的环境污染问题。目前我国养殖业中每年产生的羽毛废弃物百万余吨，随着我国养殖业的不断发展其数量还在持续增长，实现废弃资源的高值转化和循环利用已是必然选择。研究角蛋白资源的转化及应用，对含有羽毛、毛发等角蛋白成分的养殖业废弃物的无害转化以及对和角蛋白有相似结构的物质的转化均具有重要理论价值和创新意义。角蛋白酶(keratinase)是一种主要由真菌、放线菌、细菌等微生物产生，可特异降解角蛋白的蛋白酶。利用自然界中微生物分泌的角蛋白酶特异性地消化羽毛等角蛋白，将角蛋白直接转变成蛋白质或复合氨基酸，以作为一种饲科蛋白质应用于畜禽的饲养，从而变废为宝，既能保护环境又利用资源，这也将具有十分显著的经济效益和深远的社会效益。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌。为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌，该菌种于2016年03月07日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，其保藏号为CGMCC No.12184，其分类命名为蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus。该产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌的序列号为SEQ ID No.1。本专利技术的目的之二在于提供上述产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌在降解角蛋白上的应用。本专利技术的目的之三在于提供利用上述产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌降解角蛋白的方法，包括以下步骤：1)取含有角蛋白的待降解物，加入无机液体培养基中；2)向步骤1)所述的无机液体培养基中加入蜡样芽孢杆菌菌株；3)将步骤2)后的无机液体培养基于27-47℃震荡至待降解物大部分降解。作为优选，步骤1)中，所述无机液体培养基的pH值＝4-11。作为优选，步骤1)中，所述无机液体培养基的pH值＝7。作为优选，步骤2)中，蜡样芽孢杆菌菌株的添加量为无机液体培养基体积的1％。作为优选，步骤1)中，所述无机液体培养基包括按重量份计的以下组分：1份K2HPO4，0.5份Mg2SO4·7H2O，0.5份NaCl，0.1份100g/L的FeSO4·7H2O，调节pH量的H2SO4或NaOH溶液，补足至1000份的双蒸水。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术针对养殖业中出现的环境污染和资源浪费的问题，提供一株蜡样芽孢杆菌，该蜡样芽孢杆菌在以完整羽毛为唯一碳氮源的pH值为7的无机液体培养基中37℃培养24h后，羽毛降解率达65％以上，角蛋白酶酶活达到64.55U/mL， 该产角蛋白的蜡样芽孢杆菌可应用于角蛋白的降解利用。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图1为蜡样芽孢杆菌F-T1-2的透射电子显微镜照片；图2为蜡样芽孢杆菌F-T1-2及部分相关菌株依据16S rDNA序列构建的系统发育树；图3为不同起始pH值下蜡样芽孢杆菌F-T1-2降解羽毛的速率图；图4为不同发酵温度下蜡样芽孢杆菌F-T1-2降解羽毛的速率图；图5为蜡样芽孢杆菌F-T1-2对羽毛的降解效果图，B为添加蜡样芽孢杆菌F-T1-2发酵24h后的发酵液，A为不加菌种的对照例；图6为蜡样芽孢杆菌F-T1-2对仔鸡尸体的降解效果，A为处理前，B为添加蜡样芽孢杆菌F-T1-2发酵72h后的发酵液，C为发酵72h后残渣；图7为蜡样芽孢杆菌F-T1-2对血凝块的作用效果，其中A为处理前，B为添加蜡样芽孢杆菌F-T1-2发酵72h后的发酵液；图8为蜡样芽孢杆菌F-T1-2对猪蹄的降解效果。其中，A为处理前，B为添加蜡样芽孢杆菌F-T1-2发酵72h后的发酵液，C为发酵72h后残渣；图9为蜡样芽孢杆菌F-T1-2对大鼠皮毛的降解效果。其中，A为处理前，B为添加蜡样芽孢杆菌F-T1-2发酵72h后的发酵液，C为发酵72h后残渣。具体实施方式本实施例中，如未特殊说明，所采用试剂或仪器均为市售。以下实施例中，土壤样品采自于广东温氏食品集团股份有限公司某鸡场。实施例1：角蛋白酶产生菌的分离培养将采集的土壤样品置于无菌蒸馏水中混匀，静置取上清液，进行梯度稀释(稀释至10-6、10-7、10-8)，分别涂布于牛奶琼脂平板培养基上，37℃恒温箱中倒置培养24h。挑选能产生透明降解圈的单个菌落，接种于含有一根约0.5g的羽毛的无机液体培养基中，37℃，180rpm震荡培养72h。挑选羽毛降解明显的菌株培养液，接种至新的无机液体培养基上进行复筛培养。将复筛得到的菌株接种于含有一根完整羽毛和50mL无机液体培养基的250mL锥形瓶中，37℃，200rpm震荡培养48h，观察羽毛的降解情况，筛选出羽毛降解能力较强的菌株，记为目的菌株F-T1-2，保种备用。本实施例中，牛奶琼脂平板培养基成分：氯化钠10.0g，琼脂粉20.0g，脱脂奶粉5.0g，双蒸水补足至1000mL。本实施例中，无机液体培养基成分：1g K2HPO4，0.5g Mg2SO4·7H2O，0.5g NaCl，0.1mL 100g/L的FeSO4·7H2O，调节pH量的H2SO4或NaOH溶液，补足至1000份的双蒸水。实施例2：角蛋白酶产生菌的鉴定实施例2A)形态特征将分离纯化的目的菌株F-T1-2划线接种牛奶琼脂平板培养基，37℃培养24h。肉眼观察菌落的形状、颜色、表面质地以及菌落边缘。光学显微镜和透射电子显微镜观察菌体形态。参照《常见细菌系统鉴定手册》对菌株的生理生化特性进行鉴定，初步分类。目的菌株F-T1-2的菌落在透射电子显微镜照片下的形状如图1所示。该目的菌株F-T1-2的菌落在牛奶琼脂平板培养基上培养24h后产生透明降解圈，菌落呈圆形奶白色单菌落，表面粗糙，边缘波状；革兰氏染色阳性；菌体杆状， 末端钝圆，成链状排列，无荚膜，有芽孢。实施例2B)生理生化特征经生理生化测定，目的菌株F-T1-2能够水解牛奶、明胶，具有蛋白酶活性；能水解淀粉和七叶苷，具有淀粉酶活性和葡萄糖苷酶活性；能利用柠檬酸盐；硝酸还原测定为阳性。具体的生理生化特征见表1。表1蜡样芽孢杆菌的生理生化特征反应底物 测定结果 甘油 - 麦芽糖 + 硝酸盐(还原) + 肌醇 - 乳糖 - 葡萄糖 + 牛乳 + 柠檬酸盐 + 山梨醇 - 卫矛醇 - 淀粉 + VP + 尿素 - 阿拉伯糖 - 木糖 - 七叶苷 + 果糖 - 蔗糖 + 明胶 + 注：+表示阳性；-表示阴性实施例2C)16S rDNA鉴定测定菌株16S rDNA序列，经GenBank(http://ncbi.nlm.nih.gov/BLAST)核酸数据库作比对分析(blasting)，与已知菌群的16S rDNA基因序列进行比较，调出与其序列同源性较高的相关菌株的16S rDNA序列，计算测定菌株的核苷酸序列及其同源序列的遗传距离，用邻接法(Neighbor-joining)推演系统发生关系，构建系统发育树。采用菌种鉴定通用引物，扩增目的菌落F-T1-2的16S rD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌，其特征在于，其保藏号为CGMCCNo.12184。

【技术特征摘要】
1.一种产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌，其特征在于，其保藏号为CGMCCNo.12184。2.如权利要求1所述的产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌在降解角蛋白上的应用。3.利用如利要求1所述的利用上述产角蛋白酶的蜡样芽孢杆菌降解角蛋白的方法，包括以下步骤：1)取含有角蛋白的待降解物，加入无机液体培养基中；2)向步骤1)所述的无机液体培养基中加入蜡样芽孢杆菌菌株；3)将步骤2)后的无机液体培养基于27-47℃震荡至待降解物大部分降解。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述无机液体培养基的pH值＝4-11。5.如权利要求3所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄妙容，刘传高，钟楚红，任广彩，陈瑞爱，叶俊贤，
申请(专利权)人：广东温氏大华农生物科技有限公司，肇庆大华农生物药品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44