牛骨蛋白胨中多肽分布及对工业菌株发酵的影响

摘要

蛋白胨是微生物生长所需的主要营养氮源,是一种由际、胨、肽、氨基酸等组成的混合物。目前蛋白胨产品主要以氨氮、总氮含量作为质量检测的指标,而对不同水解程度的蛋白胨中多肽分布情况以及对微生物利用蛋白胨的影响方面的研究很少。本论文采用酶水解法得到牛骨蛋白胨,并进一步研究其多肽片段分布情况及其对微生物生长和发酵的影响,为促进微生物更好利用蛋白胨作为营养氮源进行发酵生产提供理论基础。
　　 利用骨蛋白酶和风味酶对牛骨蛋白进行单酶和双酶(骨蛋白酶+风味酶)水解,通过单因素实验得到了酶解牛骨蛋白的最优条件分别为:(1)骨蛋白酶:酶添加量0.2％、pH9.5、温度55℃、水解时间2h；(2)风味酶:酶添加量0.05％、pH7.5、温度55℃、水解时间2h；(3)双酶水解:双酶添加量比例(骨蛋白酶:风味酶)4:1、pH9.5、温度55℃、水解时间2h;根据水解酶种类和水解液中氨氮值的不同选取11种蛋白胨,分别命名为:骨蛋白酶G0.5、G2、G6、G10,风味酶F2、F6、F10,双酶D0.5、D2、D8、D10,作为研究牛骨蛋白胨中多肽分布情况以及牛骨蛋白胨对工业菌株发酵影响的实验材料。
　　 为了对蛋白胨的水解情况做进一步分析,对所得11种蛋白胨进行了游离氨基酸和肽段长度分布分析。氨基酸检测结果表明:风味酶水解得到的蛋白胨中游离氨基酸含量较少0.8-1％,双酶水解得到的蛋白胨中游离氨基酸含量最高3.81-6.98％；骨蛋白酶水解后得到的游离氨基酸与双酶水解接近,为3.52-6.74％。酶解后的牛骨蛋白中的游离氨基酸都有所提高,同种酶水解,氨氮值越高,蛋白胨中的游离氨基酸含量就越高。
　　 蛋白胨是由分子量大小不同的肽段组成的,论文选取了分子量分离范围不同的凝胶层析柱Sephadex G-100、Sephaxlex G-50和Sephadex G-25对所选蛋白胨进行肽段长度分布分析。实验结果表明:酶水解后,大分子多肽(>150KDa)含量降低,小分子多肽含量明显提高；骨蛋白酶和双酶水解效果明显,大于150KDa的多肽分子最多有66.07％被水解成为小分子片段,主要分布于分子量5-30KDa的区间,最多占总蛋白的42.17％；相同酶水解得到的蛋白胨中氨氦值越高,小分子量的多肽所占比例越大；经风味酶的水解,大分子多肽含量略有降低,水解效果不明显,这一点与测得的氨氮值结果相吻合。
　　 本研究选取两种发酵菌株进行培养,考察11种蛋白胨对菌株生长和发酵的影响。对副干酪乳杆菌培养的实验结果表明:菌株在11种蛋白胨为氮源的培养基中都能很好生长,发酵产物都具有一定的抑菌效果,不同蛋白胨的多肽分布情况对菌株生长和抑菌效果影响不大；对产低温蛋白酶菌株培养的实验结果表明:11种蛋白胨都能够提供菌株生长需要的氮源,但是不同蛋白胨对发酵产生的蛋白酶活力有一定影响。小分子多肽片段比例越大,得到的酶活力越高。其中双酶水解蛋白胨D10得到的酶活力最高,达到107.53U／mL。多肽片段分布和氨基酸检测结果说明该蛋白胨的水解程度最高。