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        一株耐鹽蛋白酶高產(chǎn)菌的篩選與初步鑒定

        2019-05-06 09:08:14姚凌妍沈建華
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2019年36期
        關(guān)鍵詞:耐鹽鑒定初篩

        姚凌妍 沈建華

        摘? ?要:分離篩選耐鹽的蛋白酶高產(chǎn)菌并加以鑒定。從廚余垃圾存放處土壤中分離細(xì)菌,利用蛋白水解透明圈初篩蛋白酶高產(chǎn)菌,并進(jìn)行蛋白酶高產(chǎn)菌的耐鹽試驗(yàn),對(duì)所得的耐鹽蛋白酶高產(chǎn)菌進(jìn)行革蘭氏染色與半固體穿刺培養(yǎng)。從土壤中分離得到19個(gè)單菌落,在初篩培養(yǎng)基上點(diǎn)種接種,有4株有比較明顯的水解透明圈,其中P2,P3為蛋白酶高產(chǎn)菌,耐鹽試驗(yàn)表明P3最適鹽濃度為2%,為耐鹽高產(chǎn)菌株。P3革蘭染色陽(yáng)性,桿狀,產(chǎn)芽孢,好氧,有鞭毛。從廚余垃圾存放處的土壤中分離得到一株耐鹽的蛋白酶高產(chǎn)菌P3,為高滲條件下發(fā)酵生產(chǎn)蛋白酶提供了一種可能的菌種。

        關(guān)鍵詞:蛋白酶? 耐鹽? 初篩? 鑒定

        堿性蛋白酶、α-淀粉酶及糖化酶是三大工業(yè)酶制劑,其總產(chǎn)量約占酶類制劑的80%以上。催化蛋白質(zhì)水解的酶稱為蛋白酶,其中堿性條件下能水解蛋白質(zhì)中肽鍵的酶即堿性蛋白酶,其最適pH在9~11范圍內(nèi),廣泛應(yīng)用于洗滌劑、食品、醫(yī)療、釀造、絲綢、制革等行業(yè)。因此,蛋白酶的生產(chǎn)在酶制劑乃至整個(gè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位。蛋白酶廣泛分布于動(dòng)物、植物與微生物中。由于植物受生長(zhǎng)地域、季節(jié)、氣候等的影響,生產(chǎn)酶制劑的產(chǎn)量、質(zhì)量都不穩(wěn)定。動(dòng)物產(chǎn)生的酶主要從屠宰牲畜的腺體中提取,來(lái)源有限。只有微生物生產(chǎn)的酶,可滿足任何規(guī)模的需求,產(chǎn)率高、質(zhì)量穩(wěn)定。同時(shí),微生物產(chǎn)生的蛋白酶通常為胞外酶,分泌到發(fā)酵液中,相較于動(dòng)植物來(lái)源的蛋白酶,分離純化的難度大大降低。工業(yè)上規(guī)?;囵B(yǎng)微生物時(shí),出于提高產(chǎn)率的考量,一般培養(yǎng)液的濃度盡量提高,這就要求發(fā)酵菌種能夠耐受較高的滲透壓,往往使用耐高鹽的菌種。耐鹽的蛋白酶高產(chǎn)菌菌種的選育成為蛋白酶生產(chǎn)的關(guān)鍵。

        本文擬從土壤中分離細(xì)菌,篩選出耐鹽的蛋白酶高產(chǎn)菌,并進(jìn)行初步鑒定,以期為蛋白酶生產(chǎn)提供可能的細(xì)菌菌株。

        1? 材料與方法

        1.1 土壤樣品稀釋液

        從南京科技職業(yè)學(xué)院校園內(nèi)廚余垃圾存放處土地采集土樣,五點(diǎn)取樣,取表層以下5~10cm處的土樣,混勻,放入無(wú)菌的袋中備用。實(shí)驗(yàn)時(shí)稱土樣1g,迅速倒入帶玻璃珠的99mL無(wú)菌水瓶中振蕩5~10min,使土樣充分打散,即成為10-2的土壤懸液。用無(wú)菌移液管吸10-2的土壤懸液1mL,放入9mL無(wú)菌水中即為10-3稀釋液,如此重復(fù),可依次制成10-3~10-8的稀釋液[1]。

        1.2 土壤細(xì)菌的分離

        1.2.1 營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基

        牛肉膏3g,蛋白胨10g,氯化鈉5g,瓊脂15g,加水至1000mL,調(diào)pH7.0~7.2,121℃滅菌20min。

        1.2.2 土壤稀釋液平板澆注

        取1mL土壤稀釋液接種至無(wú)菌培養(yǎng)皿,待培養(yǎng)基降溫至50℃趁熱倒平板,混勻,待平板凝固后,倒置,37℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)24h,獲得細(xì)菌菌落。

        1.2.3 分離培養(yǎng)基

        牛肉膏2g,瓊脂15g,加水至800mL,121℃滅菌20min,脫脂牛奶200mL單獨(dú)滅菌,105℃,20min,各自滅菌后趁熱混合,自然pH。倒入無(wú)菌培養(yǎng)皿,即得劃線分離平板[2]。

        1.2.4 平板劃線分離

        從混勻澆注的平板上挑取單菌落,在無(wú)菌平板上進(jìn)行三區(qū)劃線分離,獲得純種。

        1.3 蛋白酶產(chǎn)生菌的初篩

        1.3.1 初篩培養(yǎng)基

        脫脂奶粉10g,瓊脂10g,加水至1000mL,0.06MPa,115℃高壓滅菌10min。趁熱倒平板。

        1.3.2 平板透明圈法初篩

        將劃線分離得到的純種分別點(diǎn)種于初篩培養(yǎng)基上,每個(gè)平板點(diǎn)種2個(gè)菌株,倒置,37℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)24h,測(cè)量所接菌株的水解圈的直徑(Dh)與菌落的直徑(Dc)。根據(jù)Dh與Dc的比值,確定各個(gè)菌株產(chǎn)蛋白酶能力的強(qiáng)弱,從而篩選出蛋白酶高產(chǎn)菌[3],見(jiàn)表1。

        1.4 蛋白酶高產(chǎn)菌的耐鹽試驗(yàn)

        1.4.1 耐鹽試驗(yàn)培養(yǎng)基

        肉湯培養(yǎng)基中分別添加0%~9%(w/v)不等的氯化鈉,調(diào)pH7.0~7.2,121℃滅菌20min。

        1.4.2 耐鹽試驗(yàn)

        取初篩培養(yǎng)基上水解透明圈明顯的菌落,用接種環(huán)刮取一環(huán),接入50mL肉湯培養(yǎng)基中,25℃恒溫?fù)u床150r/min震蕩培養(yǎng)18h至OD600為0.5作為種子液。在100mL不同氯化鈉濃度的肉湯培養(yǎng)基中分別準(zhǔn)確接入1mL種子液,25℃恒溫?fù)u床150r/min震蕩培養(yǎng)18h,測(cè)定OD600[4]。

        1.5 耐鹽蛋白酶高產(chǎn)菌的初步鑒定

        1.5.1 革蘭氏染色

        用革蘭氏染色試劑盒進(jìn)行革蘭氏染色,觀察細(xì)菌形態(tài)。

        1.5.2 半固體穿刺培養(yǎng)

        用接種針挑取耐鹽蛋白酶高產(chǎn)菌,在半固體培養(yǎng)基上穿刺接種,考察其有無(wú)鞭毛及需氧情況。

        2? 結(jié)果與討論

        2.1 土壤細(xì)菌分離與純化結(jié)果

        從南京科技職業(yè)學(xué)院校內(nèi)廚余垃圾存放處土壤樣品中,稀釋倒平板并在分離培養(yǎng)基上劃線分離得到19個(gè)菌落,依次編號(hào)。

        2.2 蛋白酶產(chǎn)生菌初篩結(jié)果

        19個(gè)單菌落點(diǎn)種于初篩培養(yǎng)基上,有4個(gè)能夠產(chǎn)生比較明顯的透明圈,4個(gè)菌株的Dh、Dc以及Dh/Dc見(jiàn)表1。比較不同菌株的Dh/Dc可知,P2與P3的Dh/Dc都在3以上,可初步判定為蛋白酶高產(chǎn)菌。

        2.3 耐鹽試驗(yàn)結(jié)果

        蛋白酶高產(chǎn)菌P2與P3的耐鹽試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖可知蛋白酶高產(chǎn)菌P2能在含0%~6%氯化鈉的肉湯培養(yǎng)基中生長(zhǎng),最適鹽濃度為1%;而蛋白酶高產(chǎn)菌P3能在含0%~7%氯化鈉的肉湯培養(yǎng)基中生長(zhǎng),其最適鹽濃度為2%,且每個(gè)鹽濃度下,P3的光密度值都高于P2。因此,菌株P(guān)3是耐鹽的蛋白酶高產(chǎn)菌。

        2.4 P3菌的初步鑒定

        2.4.1 革蘭氏染色結(jié)果

        P3菌株的革蘭氏染色結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖可知,P3菌革蘭氏染色結(jié)果呈陽(yáng)性,桿狀,產(chǎn)芽孢。

        2.4.2 半固體培養(yǎng)結(jié)果

        P3菌株半固體培養(yǎng),在培養(yǎng)基表面及穿刺線上部生長(zhǎng),表明該菌為好氧菌,且從穿刺線向四周擴(kuò)散生長(zhǎng),表明其具有鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。

        3? 結(jié)語(yǔ)

        本文從南京科技職業(yè)學(xué)院存放廚余垃圾處的土壤中稀釋倒平板并劃線分離得到19個(gè)菌落,將分離得到的單菌落點(diǎn)種于初篩培養(yǎng)基上,得到4株水解透明圈較明顯的菌株P(guān)1、P2、P3以及P4,其中P2與P3的Dh/Dc值在3以上,初步判定為蛋白酶高產(chǎn)菌。再對(duì)P2以及P3進(jìn)行耐鹽試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)P3菌株能在含0%~7%氯化鈉的肉湯培養(yǎng)基中生長(zhǎng),且最適鹽濃度為2%,遠(yuǎn)高于普通肉湯培養(yǎng)基中的0.5%的鹽濃度,具備耐鹽特性,因此P3菌具備耐高鹽蛋白酶高產(chǎn)菌的潛質(zhì)。針對(duì)P3菌進(jìn)行了初步的鑒定,革蘭染色陽(yáng)性,桿狀,產(chǎn)芽孢,半固體穿刺培養(yǎng)試驗(yàn)表明其具有鞭毛,好氧。P3菌是從廚余垃圾存放處的土壤中分離得到的。由于其生存環(huán)境中存在豐富的蛋白質(zhì)來(lái)源以及具備較高的鹽濃度的條件,所以易于分離得到耐鹽的蛋白酶高產(chǎn)菌。當(dāng)然,P3菌的蛋白酶產(chǎn)生能力還需要進(jìn)行復(fù)篩,并進(jìn)行發(fā)酵液的酶活力測(cè)定,這是筆者下一步準(zhǔn)備進(jìn)行的工作。另外,本文只對(duì)P3菌進(jìn)行了初步的鑒定,目前已知其形態(tài)特征為革蘭陽(yáng)性,桿菌,產(chǎn)芽孢,好氧,有鞭毛能運(yùn)動(dòng)。后續(xù)還要通過(guò)一系列生理生化試驗(yàn),測(cè)定16S rRNA的基因序列,以及作P3菌的系統(tǒng)發(fā)育分析,才能確證其為何種屬的細(xì)菌。

        總之,本文從廚余垃圾存放處的土壤中分離得到一株耐鹽的蛋白酶高產(chǎn)菌P3,并初步進(jìn)行了形態(tài)學(xué)觀察和半固體穿刺培養(yǎng),為高滲條件下發(fā)酵生產(chǎn)蛋白酶提供了一種可能的菌種。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 劉國(guó)生.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

        [2] 代玉梅.蛋白酶高產(chǎn)菌株的篩選鑒定及酶學(xué)性質(zhì)研究[D].青島大學(xué),2008.

        [3] 王永紅.產(chǎn)蛋白酶菌株的篩選、鑒定及水解菜粕蛋白能力[J].生物資源,2018,40(2):135-140.

        [4] 馬桂珍.高產(chǎn)蛋白酶細(xì)菌的分離篩選及其種類鑒定[J].食品科學(xué),2011,32(21):183-187.

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