枯草芽孢桿菌酶在發(fā)酵工藝上的應(yīng)用

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1、枯草芽孢桿菌酶在發(fā)酵工藝上的應(yīng)用王偉王上俞志敏叢麗娜*（大連工業(yè)大學生物工程學院遼寧大連116034）摘要：枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）是當今工業(yè)酶的主要生產(chǎn)菌種之一，由于其產(chǎn)酶量高、種類多、安全性好、環(huán)保等優(yōu)點在現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，其發(fā)酵生產(chǎn)的酶在工業(yè)、醫(yī)學、食品、飼料、洗滌、紡織、皮革、造紙、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域均發(fā)揮著十分重要的作用。關(guān)鍵詞：枯草芽孢桿菌；發(fā)酵；酶B.subtilisenzymeusedinthefermentationprocessWANGWeiWANGShan

2、gYUZhi-MinCONGLi-Na*(SchoolofBiologicalEngineering,DalianpolytechnicUniversity,Dalian,Liaoning116034,China)Abstract:Bacillussubtilis(Bacillussubtilis)isoneoftoday'smajorproducingstrainofindustrialenzymes,enzymeproductionbecauseofitshighvolume,variety,safety

3、,environmentalprotection,etc.arewidelyusedinmodernindustrialproductionfermentation,fermentationenzymesproducedinthefieldsofindustry,medicine,food,feed,wash,textile,leather,paper,aquacultureandotherhaveplayedaveryimportantrole.Keywords:Bacillussubtilis;ferme

4、ntation;Enzyme長期以來，枯草芽孢桿菌一直是工業(yè)微生物的主力軍之一，它的使用可追溯到一千多年前，早在日本平安時代（794～1192年）日本人就已經(jīng)利用枯草芽孢桿菌在大豆中采用固態(tài)發(fā)酵的方法生產(chǎn)他們的傳統(tǒng)食品——納豆，開創(chuàng)了利用枯草芽孢桿菌的歷史[1]。由于其具有發(fā)酵周期短、產(chǎn)物豐富、可利用開發(fā)價值高以及作為食品藥品安全性好等顯著優(yōu)點，使得它的應(yīng)用一直延續(xù)至今，并在過去的一百多年中有了長足的進步。近年來，由于分子生物學的飛速發(fā)展，新的分子手段和技術(shù)的不斷介入使得枯草芽孢桿菌的研究利用進入了新時期，在

5、食品加工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源開發(fā)等方面不斷地涌現(xiàn)新突破，在工業(yè)微生物中的地位不斷得到加強和鞏固。1枯草芽孢桿菌的簡介枯草芽孢桿菌，細胞直徑在1.5到3微米，革蘭氏陽性菌，細胞顏色分布均勻，污白色或微黃色，菌落表面粗糙不透明。細胞周圍生長鞭毛，是一種需氧菌。芽孢桿菌種類眾多，如B.WY-7枯草芽孢桿菌、B.WY-3枯草芽孢桿菌、B.NM-39枯草芽孢桿菌、B.Z-2枯草芽孢桿菌、B.WL-3枯草芽孢桿菌、B.168枯草芽孢桿菌等諸多種類?？莶菅挎邨U菌廣泛分布于自然界中，如湖泊，海洋，植物組織，土壤中，在動物腸道內(nèi)也

6、大量分布。1.1枯草芽孢桿菌的生物學作用枯草芽孢桿菌在菌體發(fā)酵過程中會產(chǎn)生一些活性物質(zhì)，如枯草菌素、多粘菌素、制酶菌素等，這些活性物質(zhì)可以有效的的抑制致病病菌或可以導致感染的病菌的生長?？莶菅挎邨U菌在發(fā)酵過程中會緩慢的消耗其生長環(huán)境中的游離養(yǎng)，這樣會使腸道處于一個低氧的環(huán)境中，就能促進有益厭氧菌生長，而且可以產(chǎn)生有機類酸比如乳酸，這樣就使腸道的PH值降低，間接地抑制其他病菌的生長[2]?？莶菅挎邨U菌是一種能夠產(chǎn)生多酶體系的菌，菌體能自身合成α-淀粉酶，蛋白酶，脂肪酶，纖維素酶等酶類，在動物體內(nèi)的消化道中和其他

7、消化酶一同發(fā)揮作用，通過作用合成維生素，煙酸等物質(zhì)。動物體內(nèi)的干擾素活性和巨噬細胞的活性也會得到一定提升，因為其有良好的效果，所以枯草芽孢桿菌在動物飼料中有廣泛的應(yīng)用。我們還可以用它來改善水質(zhì)，經(jīng)過專家和學者的研究，它在環(huán)境保護和污水處理中有良好的應(yīng)用前景，它可消除水中的氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有害物質(zhì)，改善水體環(huán)境，為海產(chǎn)品養(yǎng)殖提供更好的條件，提高水的品質(zhì)。能增強動物的抗病能力，還可以在生物肥料和土地改良中加以應(yīng)用[3]。1.2枯草芽孢桿菌分泌的酶類枯草芽孢桿菌可利用的養(yǎng)料十分豐富，這就決定了其經(jīng)過發(fā)酵可以

8、產(chǎn)生種類和數(shù)量都極為可觀的酶。研究資料表明，枯草芽孢桿菌能夠產(chǎn)生蛋白酶、α-淀粉酶、纖維素酶、β-葡聚糖酶、植酸酶、果膠酶、木聚糖酶[4]等十幾種酶。在過去的十年里，利用基因工程技術(shù)，枯草芽孢桿菌幾乎可以在短期內(nèi)大量生產(chǎn)任何種源的新酶，從而可省略大量的原始菌種改造、馴化、毒理學實驗等工作；利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，能夠在生產(chǎn)新酶之前對該酶的性質(zhì)進行改良和調(diào)整，從而改善酶的活性或者賦予酶新的所需性質(zhì)。這些新