羽毛降解菌DHW-06的分离鉴定及产酶特性研究

董萌萌，郝鹏泽，王佳柳，陈 欢，颜 华，贾良辉

(西北农林科技大学 生命科学学院，陕西 杨凌 712100)

全球家禽业每年约产生200万t的羽毛，大量羽毛堆积为病原微生物如弧菌和沙门氏菌提供了栖息地，同时排放出各种污染气体，如NH3、N2O、H2S等，对人类的生活生产产生不良影响[1]。羽毛的主要成分是角蛋白，富含丝氨酸、缬氨酸、赖氨酸、色氨酸和胱氨酸，由α-螺旋和β-折叠构象组成。羽毛的外部主轴几乎完全由β-折叠组成，β-折叠构象中胱氨酸含量高，相比α-螺旋结构有更多的二硫键和更少的孔隙结构，因此被称为硬性角蛋白，不能被常见的胰蛋白酶和胃蛋白酶等蛋白水解酶降解[2]。但是羽毛又是肽、必需氨基酸和一些氮、磷、钾等矿物质的良好来源[3-4]，如何将羽毛资源变废为宝一直是科研工作者致力解决的问题。传统的羽毛处理方法主要是焚化和化学法降解，如碱水解或加压蒸煮，不仅消耗了大量能量，降低了蛋白质的整体质量，破坏了赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸等必需氨基酸，而且形成了赖氨肽胺丙氨酸和羊毛硫氨酸等非营养性氨基酸[5-7]。目前，用角蛋白分解菌对羽毛进行生物降解是一种有效、经济且环保的羽毛处理方法，可以将羽毛废料生物转化为营养平衡、可消化的羽毛裂解液，其中含有多种游离氨基酸、肽和铵离子[8-9]。细菌、放线菌和真菌中均已发现能够分解羽毛的菌株[10]，常见的如放线菌中的链霉菌属(Streptomyces)以及细菌中的枯草芽孢杆菌属(Bacillussubtilis)和短小芽孢杆菌属(Bacilluspumilis)等[2]，主要产生丝氨酸类蛋白酶或金属蛋白酶类，可应用于高蛋白动物饲料[9]和植物含氮肥料添加剂[11]的开发及原料皮的脱毛、洗涤剂的生产等领域[12-13]。……