传统发酵豆制品中纳豆激酶产生菌的筛选及发酵培养基的优化

以传统发酵豆制品为供试材料,应用脱脂牛乳平板法和纤维蛋白平板法分离到1株纳豆激酶高产菌株MX-6,经菌落形态、菌体形态及16S rDNA基因同源性分析,确定其为枯草芽孢杆菌。通过单因素试验确定碳源、氮源、无机盐及表面活性剂对纳豆激酶活力影响的基础上,应用响应面法的Box-Behnken设计进行枯草芽孢杆菌MX-6产纳豆激酶发酵培养基的优化。当可溶性淀粉2.91%、大豆蛋白胨1.92%、氯化钙0.04%、硫酸镁0.04%、羧甲基纤维素0.39%时可获得最大的纳豆激酶溶圈直径33.87 mm,与优化前的溶圈直径相比提高了56.81%,表明该模型能较好地预测纳豆激酶的合成情况。     

纳豆芽孢杆菌产纳豆激酶发酵工艺控制及纤溶酶分析

基于摇瓶发酵优化结果,在10 L发酵罐中研究了纳豆芽孢杆菌TN-02产纳豆激酶的发酵控制工艺,分析了发酵产物中纤溶酶的组分纯度。在放大发酵过程中,考察了培养温度和主要碳、氮源的流加补充对产酶的影响,并利用卡那霉素抗性基因kan对纳豆芽孢杆菌TN-02中的纳豆激酶基因aprN进行了部分替换和插入失活,获得了aprN突变的重组菌TN-021。结果表明,通过温度的阶段性控制和甘油、胰蛋白胨补料发酵,获得纳豆激酶的最高表达量为13 978.3 U/mL,是摇瓶发酵最高表达量的1.8倍;在菌株TN-021的摇瓶发酵产物中未检测到纤溶酶活力,证明了纳豆激酶是纳豆芽孢杆菌TN-02发酵产物中唯一纤溶酶。研究结果为纳豆激酶高水平发酵放大工艺控制奠定了基础,同时为纳豆激酶的品质分析方法提供参考。     

来源于豆豉的枯草芽孢杆菌MX-6所产纳豆激酶的稳定性研究

以中国豆豉中筛选到的1株纤溶酶高产菌株———枯草芽孢杆菌MX-6为研究对象,应用聚合酶链式反应(PCR)成功扩增到1473bp的纤溶酶编码基因aprN,系统进化树结果显示该纤溶酶为纳豆激酶。研究了纳豆激酶对热、pH、金属离子、化学物质、抑制剂和变性剂的稳定性及传代稳定性。结果表明:纳豆激酶在-20,4,30～50℃的热稳定性较好,pH在3～11之间酶活性相对稳定,Mg~(2+)、Ca~(2+)对纳豆激酶具有显著的激活作用,K~+、Fe~(2+)对纳豆激酶的稳定性基本无影响,而Mn~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Al ~(3+)、Ba~(2+)有显著的抑制作用,Hg~(2+)导致纳豆激酶完全失活,牛血清蛋白、明胶、蛋白胨能够显著提高纳豆激酶的稳定性,丙二醇、海藻酸钠对纳豆激酶的稳定性基本无影响,而乙醇显著降低纳豆激酶的稳定性。PMSF导致纳豆激酶的活性完全丧失,EDAT和DTT对纳豆激酶的活性基本无影响,10mmol/L的SDS显著降低纳豆激酶的稳定性,说明此纳豆激酶是一种丝氨酸蛋白酶,不是金属酶,不含二硫键,且具有良好的传代稳定性。结果显示该酶的稳定性较好,具有开发为溶栓药物的应用价值,有利于纳豆激酶的工业化应用。     

传统大豆发酵食品中纳豆芽孢杆菌的分离及纳豆发酵

以我国传统大豆发酵食品和稻草样品为来源,根据蛋白酶和纳豆激酶活性、产聚谷氨酸(poly-L-glutamic acid,γ-PGA)性能和生物素依赖特性进行筛选,分离获得了8株具有纳豆芽孢杆菌特性的枯草芽孢杆菌菌株。利用16S～23S rRNA内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列对分离菌株进行系统发育分析,结果显示其与已报道的纳豆芽孢杆菌菌株以较高的相似性(93%～97%)聚类一簇,独立于同种内的其他枯草芽孢杆菌。其中TC100和TC103菌株制作的纳豆粗酶液中的纳豆激酶活性最高,分别为550 U/mL和519 U/mL。HN48和TC100菌株发酵纳豆的感官效果最好,评价分数均为19分。综上所述,本研究根据纳豆芽孢杆菌特有的性状,有效分离获得了具有纳豆芽孢杆菌特性的8株菌株,通过菌株形态和ITS基因序列的系统发育分析确定分离菌株均属纳豆芽孢杆菌,8株分离菌株均能产纳豆激酶,发酵生产纳豆的感官效果良好,有望作为纳豆生产的工业菌株。     

纳豆激酶高产菌的快速筛选及其发酵纳豆特性

通过纤溶活性筛选法和纳豆激酶基因筛选法,快速、准确筛选到一株纳豆激酶高产菌株MJ-1,经16S rRNA基因序列分析,该菌株被鉴定为枯草芽孢杆菌。以黄豆为原料进行固体发酵制备纳豆食品,考察了纳豆食品的纳豆激酶活力、抗凝活性和抗氧化活性。在初始含水量60%、发酵温度37 ℃的条件下,纳豆激酶发酵活力在20 h达到最大值（90.18 FU/g,以干质量计）,达到了商业化纳豆的酶活力水平。抗凝活性分析显示该菌株可合成抗凝成分,赋予纳豆食品抗凝活性,在提取物质量浓度为3 mg/mL时,抗凝效率达91%。同时,与未发酵黄豆相比,发酵过程显著提高了其抗氧化活性。     

纳豆芽孢杆菌的筛选与鉴定

纳豆是大豆经纳豆芽孢杆菌发酵制成的-种药食兼用的传统食品.本文以市售纳豆为原料,利用目标纳豆芽孢杆菌所应具有耐热性、显著的蛋白酶活性等生物学特性,筛选得到一株菌株.根据菌落形态和糖发酵、过氧化氢酶等生理生化试验,初步鉴定其为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).实验表明,此株菌株具有产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)、产纳豆激酶的生理特性,从而证实了该菌株确实为纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto).     

具纤溶活性菌株ND2的筛选及其纳豆激酶基因的克隆、表达

从市售的纳豆制品中分离并纯化出一株具有高效纤溶活性的菌株ND2,经生理生化特性及16SrRNA序列分析鉴定为芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌。通过正交试验优化菌株ND2的发酵条件,得到ND2产纳豆激酶的最佳条件:氮源-大豆蛋白胨,碳源-淀粉,碳氮比3:1,37℃,pH6.0。经PCR扩增得到825bp的纳豆激酶成熟肽基因,采用pET32a(+)表达载体和BL21(DE3)为宿主菌,在温度为37℃、1‰IPTG浓度下可诱导获得较高表达量的重组纳豆激酶。     

高产纤溶酶菌株筛选及发酵鹰嘴豆培养基优化

从大豆发酵物中分离出一株高产纤溶酶的菌株,经API实验及16S rDNA序列分析鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。并对该菌株发酵产生的纤溶酶性质进行了初步研究,表明该菌株产生的纤溶酶为碱性丝氨酸金属蛋白酶,并且具有直接水解纤维蛋白和激活纤溶酶原的作用,为一种新型的纤溶酶。同时,为了提高鹰嘴豆的经济价值,首次采用液态发酵方法利用筛选得到的菌株发酵鹰嘴豆产纤溶酶,通过Plackett-Burman设计和响应面结合的方法,确定其最优培养基组分(质量浓度)为:蔗糖50.0 g/L,鹰嘴豆34.85 g/L,氯化钙0.42 g/L,硫酸镁0.35 g/L,磷酸氢二钾5.00 g/L,磷酸二氢钾6.00 g/L。优化后枯草芽孢杆菌发酵鹰嘴豆产纤溶酶活力为3210U/mL,比基础培养基提高了2.01倍。     

抗性筛选纤溶激酶菌株

以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为出发菌株经紫外线诱变处理，采用抗性筛选法，立接在梯度平根上挑取抗药性菌株进行初筛，然后经旋转式摇床300r／min、37℃发酵3d天，测定纤溶激酶产酶活力，再复筛，获得一株生产性能比出发菌株显著提高的突变株SS72，纤溶激酶酶活最高达到87lu／ml。     

高纳豆激酶酶活枯草芽孢杆菌的筛选及菌种鉴定

为开发具有特定生理活性的新型纳豆保健品,对能产生纳豆激酶的菌株进行了分离筛选,得到了具有较高纤溶活性的四株,考虑到发酵后的纳豆感官,我们最终选择编号为4411、465的菌株作为生产用菌种.根据其形态、生理生化特征以及与枯草芽孢杆菌的比较,初步判断这两株菌株为枯草茅孢杆菌（Bacillus subtilis）.