羽毛角蛋白降解的研究进展

羽毛角蛋白是一种硬性蛋白,在动物饲料、复合材料、食品包装和医药制品等领域展现出良好应用前景。但因羽毛角蛋白难溶解和降解的特殊性,一般方法很难获得可溶性角蛋白,酶法相对于传统物理和化学降解法具有反应条件温和、环境污染小和降解产物稳定等优点,是具有很高实用价值的羽毛降解途径。文中重点介绍角蛋白酶对羽毛的降解作用,并概述物理、化学方法的降解原理以及角蛋白的综合利用。     

一株羽毛角蛋白降解菌的产酶条件研究

角蛋白是一种抗性强和难降解的硬性蛋白,角蛋白酶具有专一降解天然角蛋白的功能,可以显著提高角蛋白的消化率。地衣芽孢菌株K-19具有很强的羽毛角蛋白分解能力,本试验对该菌株的发酵产酶条件进行了优化,最终得到摇瓶发酵产酶的最佳培养基和发酵条件为:羽毛粉1.5%、玉米粉1%、黄豆粉1%、NH4Cl0.05%、NaCl0.05%、K2HPO40.03%、KH2PO40.04%、MgCl2·6H2O0.01%、酵母膏0.01%,pH值7.5～8.0;250ml三角瓶里装发酵培养液30ml,37℃,接种量4%,200r/min摇瓶发酵72h,该菌株产角蛋白酶的酶活可达246.8U/ml,比初始酶活128U/ml提高了93%。     

一株家禽羽毛角蛋白降解菌的分离与鉴定

为了探寻降解家禽羽毛角蛋白的微生物资源,利用富集及驯化培养的方法,从家禽养殖场长期堆积废弃羽毛的土壤中,分离能够有效降解羽毛角蛋白的细菌,并对其降解效果进行初步研究,结果分离筛选出1株能以羽毛角蛋白为唯一碳氮源的菌株N01。经形态特征观察,生理生化特征鉴定和16SrDNA序列分析,初步鉴定其属于节杆菌属。系统发育树显示,该菌株与金黄色节杆菌(Arthrobacter aurescens)的相似性最高,达99%,因而确定其为金黄色节杆菌。该菌株经过72h发酵,对羽毛角蛋白的降解率达75%,表明该菌株对羽毛角蛋白有明显的降解作用。该菌株的分离鉴定为微生物降解利用家禽羽毛角蛋白提供了新的种质资源。     

降解羽毛角蛋白制备小肽的丝状真菌的分离及筛选

采用富集分离筛选法,从长期堆积羽毛废弃物的8个土样中富集分离到8株能够在以羽毛粉为主要碳、硫以及氮源的固体培养基上产生透明蛋白溶解圈的细菌和2株真菌,经过2次摇瓶复筛,分别通过测定发酵液中可溶性蛋白的含量和肽键的水解度的变化,最后筛得1株能够有效将羽毛角蛋白水解成小肽和氨基酸的丝状真菌F2,结果表明:F2菌株在30℃,120r/min条件下,液态发酵羽毛粉,60h后发酵液中可溶性蛋白的含量可达到739.40mg/L,羽毛粉失重率达83.8%,水解度达到30.90%。     

营养与禽类羽毛生长

禽类羽毛生长受诸多因素（营养、遗传和饲养管理等）影响，作者主要综述营养对禽类羽毛生长的影响。     

禽类羽毛废弃物的生物降解及其应用

羽毛是禽类表皮衍生物,角蛋白含量高、质量稳定,是一种潜在的优异蛋白质资源。大多数的羽毛在禽类加工后被遗弃,这不仅造成角蛋白资源的浪费,并且带来了一系列环境污染问题。角蛋白分子中大量的氢键、二硫键相互连接作用,结构稳定,难以降解。如何将羽毛角蛋白进行高效资源化利用,成为众多学者关注的问题。文章总结比较了目前常用的羽毛角蛋白降解技术,着重介绍生物技术在废弃羽毛资源化利用的研究进展、角蛋白降解微生物的类型及其作用机制。     

羽毛降解菌的筛选及其降解特性研究

本试验旨在从实验室保藏菌株中筛选出可用于羽毛降解的菌株并优化其培养条件,应用于羽毛的生物降解。以酪蛋白培养基进行菌株初筛,以羽毛为唯一有机营养源制作的羽毛培养基进行菌株复筛;通过细菌形态学观察和16S rDNA序列测定进行菌株鉴定,并对所筛菌株在羽毛培养基中的培养条件进行优化研究。结果表明：1)通过酪蛋白培养基筛选出8株能产生降解圈且透明度高的菌株。2)通过单根羽毛培养基和羽毛降解液指标测定联合方法筛选出1株可3 d降解羽毛、产可溶性蛋白的菌株NLG1。3)经鉴定并命名为贝莱斯芽孢杆菌NLG1(Bacillus velezensis NLG1)。4)菌株NLG1培养优化条件为羽毛底物浓度2.5%(m/v),初始pH 10,接种活菌数109CFU/mL,温度27℃,外加碳源为可溶性淀粉,发酵时间3 d。5)优化条件下降解羽毛,测得发酵液中可溶性蛋白含量为(32.76±0.07)μg/mL,水解氨基酸总量由27.41 mg/g提升到112.18 mg/g,测得游离氨基酸及衍生物的种类由25种增加至31种(增加的氨基酸为胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、α-氨基丁酸、β-氨基异丁酸、β-丙氨酸),...     

酶菌联合降解羽毛的研究

本试验对淡紫拟青霉和米曲酶降解羽毛能力进行比较,结果发现淡紫拟青霉对羽毛有更强的降解作用。在淡紫拟青霉降解羽毛过程中加入枯草芽孢杆菌蛋白酶液,淡紫拟青霉解除胨状的时间较平时缩短了6 d左右,而且在相同生长时间条件下,加酶液后测得的氨基酸含量要更多。由此可见,枯草芽孢杆菌蛋白酶液对淡紫拟青霉培养液解除胨状有促进效果,酶菌联合降解羽毛效果更好。     

生物加工改进羽毛角蛋白营养价值的研究进展

羽毛角蛋白是一类有待开发的非常规蛋白质资源。文章从降解角蛋白的微生物种类,降解机制,角蛋白酶的性质,羽毛的生物加工途径以及生物加工在改进羽毛角蛋白营养价值中的应用等方面论述了这一领域的研究进展。     

角蛋白降解菌分离、鉴定及其降解机制研究

实验旨在筛选具有高效角蛋白水解活性的微生物,并对其降解羽毛角蛋白机制进行研究,为提高角蛋白生物降解率提供理论指导。采用透明圈和完整羽毛降解相结合的方法,从废弃羽毛中筛选角蛋白降解菌,并进一步研究其羽毛角蛋白降解过程。获得一株可高效降解角蛋白菌株,基于形态观察和16S rDNA分子鉴定,该菌被命名为Bacillus licheniformis CP-7,其5 d可将天然完整羽毛完全降解。CP-7发酵过程产生大量巯基、可溶性蛋白和亚硫酸盐。分离发酵48 h菌株胞内、胞外粗酶液,发现胞外酶液具有较高的角蛋白酶活性,而胞内酶液具有一定二硫键还原酶活性。胞内酶液能够极显著地促进胞外酶液水解角蛋白活性(P<0.01),但对酪蛋白水解活性无影响(P>0.05)。筛选菌CP-7为具有高二硫键还原能力的角蛋白降解菌,二硫键还原酶可能是高效降解羽毛角蛋白的关键。     

复酶降解羽毛蛋白工艺的研究

研究复酶对羽毛蛋白尤其是对角蛋白的降解效果。选择复酶酶解温度、酶解液pH、复酶添加量和酶解时间为因素水平,采用L9(34)正交试验设计,对酶解条件进行优选。确定最佳酶解参数:酶解液初pH为7,酶解温度为45℃,酶解时间为32h,复酶添加量为0.006g。结果表明:在试验确定的最佳酶解条件下,羽毛降解率达到了90.87%,酶解液可溶性蛋白的含量达到848.1mg/L,酶解上清液中蛋白分布在20.1～66.2ku,酶解羽毛蛋白体外消化率达到82.83%。     

角蛋白水解作用时间对水解羽毛营养价值的影响

据南斯拉夫科研人员研究证实,羽毛水解30和50分钟,营养损失分别为:粗蛋白0.8%和2.17%,粗脂肪0.33%和1.78%,赖氨酸3.12%和3.49%。两种水解羽毛的体外蛋白质消化率分别为69.3%和72.1%。肉鸡饲养试验表明,50分钟水解羽毛的饲料转化率可提高2.7%;肉鸡日粮中添加     

生物技术开发羽毛粉和其他角蛋白的潜力

现在酶技术发展很快,而且取得了很大的成就,角蛋白分解酶就是其中之一。这使得人们能够将家禽的羽毛由严重污染物转化为蛋白丰富的家畜饲料,最后有很多关于自然界微生物降解角蛋白的报道,这为利用生物技术提高羽毛粉的营养价值提供了有力的依据,有可能代替传统的水解处理方法,试验结果表明,各种微生物处理方法均可以提高羽毛粉的营养（氨基酸）。在小白鼠和鸡上做的试验也得到类似的结果。本文旨在介绍几种可以提高羽毛粉营养的生物技术。     

禽类废弃物发酵及羽毛利用的最新进展—综述

大规模集约化生产食品动物及畜产品，给畜牧业带来了大量废弃物处理的难题。这些废物包括牧畜的粪便，死畜，毛发，羽毛及加工过程的废弃物，这些废物都是有机物质，可转换成有用的资源。要使这一转换既经济又有效，是对现代和物学的一大挑战。现已开发了一种有效的嗜厌氧发酵池系统，可把动物的粪便转变为可作为能源的沼气，固体沼渣可作为饲料添加剂，而其液体养分则可用于水产养业。此发酵池系统还可消灭病原体从而保护环境卫生。     

禽类废弃物发酵及羽毛利用的最新进展─—综述

大规模集约化生产食品动物及畜产品，给畜牧业带来了大量废弃物处理的难题。这些废物包括牲畜的粪便、死畜、毛发、羽毛及加工过程的废弃物，这些废物都是有机物质，可转换成有用的资源。要使这一转换既经济又有效，是对现代生物学的一大挑战。现已开发了一种有效的嗜热厌氧发酵池系统，可把动物的粪便转变为可作为能源的沼气，固体沼渣可作为饲料添加剂，而其液体养分则可用于、水产养殖业。此发酵池系统还可消灭病原体从而保护环境卫生。在开发这一系统的过程中，发现了一种可分解羽毛的细菌，其被鉴定为嗜热的地衣形杆菌（Ｂａｃｉｌｌｎｓｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）ＰＷＤ—１株。这种细菌可使羽毛发酵并把羽毛转变成羽毛分解物。羽毛分解物是可用作饲料的可消化蛋白质。现已提纯并弄清了这种细菌分泌的一种酶─—角蛋白酶。这种酶是一种高效的蛋白酶，可水解所有受试的蛋白质，包括胶原蛋白、弹性蛋白及羽毛角蛋白。把这种酶作为添加剂混合于饲料中，可显著提高仔鸡对羽毛粉的消化率。据认为，这种细菌和酶除了可用于饲料工业外，还可应用于其他工业及环境保护。     

嗜麦芽寡养单胞菌DHHJ降解羽毛产物的分析研究

通过对固态发酵羽毛产物进行分析,得出羽毛发酵液中氨基酸和微量元素的组分分布以及可溶蛋白分子量分布.根据嗜麦芽寡养单胞菌固态发酵羽毛所得发酵液的组成特点,认为其适合的应用领域是通过表面吸收方式的利用,如洗护用品和肥料.     

对一株高效羽毛降解菌的鉴定

羽毛是家禽经处理后产生的废弃物,产量巨大,全球每年可达几百万吨。传统的处理方法主要为填埋、焚烧和产气,不仅对环境造成了严重的污染,而且浪费了宝贵的资源。禽类羽毛主要由角蛋白组成,其粗蛋白含量高达85%～90%,同时含有微量的维生素B12和一些未知的生长因子。羽毛蛋白中除赖氨酸、蛋氨酸的含量明显较低外,其他动物必需氨基酸的组成略高于鱼粉,并且含多种动物所需要的必需氨基酸,所以采用合适的方法将羽毛蛋白转变成易被消化吸收的可溶性蛋白、多肽及游离氨基酸不仅保护环境、变废为宝,还能减缓蛋白饲料相对匮乏的现状,促进可持续发展,具有极高的应用前景。目前已发现多种微生物可降解羽毛角蛋白,一些细菌、真菌和放线菌都能分泌角蛋白酶降解角蛋白。本研究经过多次分离纯化,从长期堆积羽毛的土壤中分离到一株具有高效降解羽毛角蛋白的细菌,在蛋白饲料生产中具有潜在的广泛应用前景。     

蜡样芽孢杆菌YSQ08与角质蛋白酶联合降解羽毛的研究

对蜡样芽孢杆菌YSQ08、角质蛋白酶、酶菌联合降解羽毛3种方式进行比较,结果表明酶菌联合降解羽毛的效果更突出。深入研究蜡样芽孢杆菌YSQ08、角质蛋白酶添加顺序、菌培养时间以及酶添加时间对羽毛降解率的影响,结果显示采用菌+酶的方式能降解更多的羽毛,同时数据表明菌液在培养14h时产酶达到高峰,加入菌液后的24h再添加角质蛋白酶能保持其较高的活力。以pH值、羽毛添加量、酶添加量、菌液添加量、培养天数为试验因素,设计L_(16)(4~5)正交试验,结果表明在pH9.0、羽毛添加量3.0%、酶添加量2 000U/g、菌液添加量1.5%、培养时间为96h条件下,发酵结果最优,此时氨基酸含量为223.26mg/L,降解率为81.76%。菌+酶降解羽毛的方式为工业化处理羽毛废弃物提供新的思路。     

米曲霉和枯草芽孢杆菌对羽毛粉降解效果研究

为提高羽毛粉的营养价值,通过测定蛋白酶活力和羽毛粉中可溶性蛋白含量,对米曲霉和枯草芽孢杆菌对羽毛粉的降解效果进行研究。结果表明:发酵72 h后,米曲霉产蛋白酶活力达到3 256.61 U/g(P<0.05),枯草芽孢杆菌产蛋白酶活力达到690.03 U/g(P<0.05)。米曲霉发酵羽毛粉48 h,可溶性蛋白含量由最初的2.21 mg/g提高到362.07 mg/g(P<0.05)。结果显示,米曲霉和枯草芽孢杆菌均可对羽毛粉起到降解作用,其中米曲霉的降解效果更为明显。     

高效协同降解羽毛复合菌系的筛选和鉴定

将6株高效降解菌(Bd1、Zb4、Zb5、Zb11、HD12和Grey1),用正交试验组合形成多个复合菌系,比较各复合菌系降解羽毛角蛋白后发酵液可溶性蛋白含量和角蛋白酶活力,确定高效降解羽毛复合菌系由Bd1、Zb11、Zb4和Zb5 4种菌组成。通过形态、生理生化和16S rDNA鉴定,Bd1、Zb11、Zb4和Zb5分别被确定为土壤短芽孢杆菌、嗜烟碱节杆菌、粪产碱杆菌和萎缩芽孢杆菌。