[发明专利]一种细菌蛋白酶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种细菌蛋白酶及其制备方法和应用，本发明所述的细菌蛋白酶为假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)CSN423‑M，保藏编号为CCTCC No.M 2015024所产的胞外蛋白酶E423。采用发酵罐发酵工艺制备，包括斜面培养、种子培养和发酵罐发酵。利用本发明发酵培养基制备的发酵液提高了产酶量，缩短了产酶时间，且本发明的蛋白酶在胶原蛋白膨胀中，具有优异的效果。本发明为实现海洋菌蛋白酶的应用及胶原蛋白膨胀改性奠定了基础，具有巨大的经济效益和市场价值。

技术领域

本发明涉及一种细菌蛋白酶及其发酵罐发酵工艺和在胶原蛋白膨胀中的应用，属于微生物发酵和酶应用技术领域。

背景技术

胶原蛋白是动物体内含量最为丰富的蛋白质类型之一，是动物和鱼类皮、鳞、骨、腱、软骨等的最主要的组成成分。在动物加工的副产品中如皮、鳞、骨中富含大量胶原蛋白。海洋生物中也富含胶原，有些海洋鱼类鱼皮的胶原蛋白含量可高达80％以上。胶原蛋白具有结构稳定、致密性高、吸水保湿性能良好、免疫原性低、生物相容性强、可被人体吸收降解等特点，在食品加工、化妆品制造，以及生物医学等领域均有着重要的研究和应用价值。

①胶原蛋白在食品加工领域的应用。

胶原蛋白是一种重要的功能性营养食品，可作为食品添加剂增强肉类的嫩度，提高产品蛋白含量。胶原蛋白还被应用于食品薄膜材料的制备，如胶原肠衣、内包装膜等。胶原蛋白的水解产物明胶也是一种重要的食品加工原料，明胶熔点低，极易溶于热水，冷却后形成富有弹性的稳定形态，作为糖果添加剂广泛应用于橡皮糖、软糖、牛轧糖等糖果制备中。明胶在冷冻食品中的应用也十分广泛，可作为胶冻剂用于冷冻食品的肉质保护中。

②胶原蛋白在化妆品领域的应用

由于胶原蛋白优良的物理弹性及人体组织相容性，胶原蛋白被广泛应用于制备胶原注射液用以扩张填充人体软组织。胶原蛋白及其胶原水解产物含有大量羟基等亲水基团因此表现出极强的保水保湿性能，可应用于保水面膜，及各类精华液的制备。大量研究发现胶原蛋白水解肽具有极强的生物活性，如抗氧化活性、抗菌活性、抗衰老活性以及促进皮肤细胞生长等。

③胶原蛋白在生物医药领域的应用

胶原蛋白是哺乳动物细胞外基质的主要支撑成分，细胞依附锚定在基质胶原蛋白表面生长。已有研究证明，基质胶原蛋白能促进成纤维细胞迁移与增殖、有效诱导上皮细胞、成骨细胞的增殖分化，促进皮肤愈合及成骨再生等生物学特性。基于此，胶原蛋白广泛应用于制备如胶原填料、外科胶原敷料、胶原止血海绵、可吸收型手术缝合线等医用材料。另外，基于胶原纤维的稳定结构及生物相容性，胶原蛋白还可被利用于制备骨骼、脏腑器官及管状组织如气管等的支架材料。

尽管胶原蛋白在化妆品、医用材料如胶原面膜、胶原海绵、生物支架制备等方面具有良好应用前景，然而由于胶原蛋白存在结构较为致密、孔隙率低、单孔直径小、孔隙连通不理想、微孔结构与数量不符合细胞生长等问题，严重制约着化妆品、医用胶原材料开发应用。因此为获得孔结构更理想的胶原材料，必须开发新的方法或来对胶原蛋白进行改性、加工，以满足组织修复和细胞生长对胶原材料的要求。

发明内容

本发明从渤海湾潮间带筛选到一株假交替单胞菌Pseudoalteromonassp.CSN423，并通过紫外诱变获得了该菌的高产保外蛋白酶突变菌株Pseudoalteromonassp.CSN423-M，该菌于2015年1月9日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏编号为CCTCC No.M 2015024。该假交替单胞菌突变菌株CSN423-M培养96h后蛋白酶活力可以达到1461.33U/mL，较诱变出发菌株假交替单胞CSN423提高342％，可用于海洋蛋白酶的工业化生产。