CN114574399B - 短稳杆菌ly-5角蛋白酶在洗涤产品中的应用 - Google Patents

短稳杆菌ly-5角蛋白酶在洗涤产品中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114574399B
CN114574399B CN202210349008.3A CN202210349008A CN114574399B CN 114574399 B CN114574399 B CN 114574399B CN 202210349008 A CN202210349008 A CN 202210349008A CN 114574399 B CN114574399 B CN 114574399B
Authority
CN
China
Prior art keywords
keratinase
empedobacter brevis
detergent
enzyme
washing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210349008.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114574399A (zh
Inventor
边斐
岳寿松
张燕
于金慧
陈高
马德源
朱友峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Academy of Agricultural Sciences
Original Assignee
Shandong Academy of Agricultural Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Academy of Agricultural Sciences filed Critical Shandong Academy of Agricultural Sciences
Priority to CN202210349008.3A priority Critical patent/CN114574399B/zh
Publication of CN114574399A publication Critical patent/CN114574399A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114574399B publication Critical patent/CN114574399B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/38—Products with no well-defined composition, e.g. natural products
    • C11D3/386—Preparations containing enzymes, e.g. protease or amylase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • C12N9/50—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
    • C12N9/52—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from bacteria or Archaea
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

本发明属于工业酶制剂的洗涤用酶领域，具体涉及一种短稳杆菌Empedobacter brevis LY‑5角蛋白酶在制备洗涤产品中的应用。本发明菌株于2022年03月01日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号CGMCC No.24452，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。本发明要保护的角蛋白酶抗逆性好，能耐受离子型/非离子型表面活性剂、氧化剂和漂白剂，在市售洗涤剂中能长时间维持酶活力稳定；该酶作为洗涤剂添加剂，与不添加酶的洗涤剂相比，对常见的食品污渍如芝麻酱、胡椒粉、巧克力、姜粉等有更优异的去污效果，因此该酶可作为制备洗衣剂、洗碗剂等洗涤产品的添加剂，在洗涤用酶的应用领域有巨大的应用潜力。

Description

短稳杆菌LY-5角蛋白酶在洗涤产品中的应用
技术领域
本发明属于工业酶制剂的洗涤用酶领域，具体涉及一种短稳杆菌Empedobacter brevis LY-5角蛋白酶在制备洗涤产品中的应用。
背景技术
目前在洗涤产品中使用的酶有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，这些酶针对不同的污渍底物有不同的祛除效果，并且在洗涤剂配方中所占成本较少、却能极大提高洗涤剂的去污效果。蛋白酶是应用于洗涤剂的最重要的一类酶制剂，蛋白酶可将牢固吸附于衣物纤维上的蛋白质污垢（如常见的血、奶、蛋、汗渍等蛋白污垢）水解，变成可溶性的肽和氨基酸，从而使污垢更容易被表面活性剂和助洗剂去除。目前最常见的洗涤剂用酶是芽孢杆菌产的碱性蛋白酶。实际污垢中的成分及其复杂，蛋白类、脂肪类、淀粉类污垢可能共存，所以利用多酶制剂复配，可大大提高去污效果。
角蛋白是一类不溶于水、稀酸和稀碱的纤维状蛋白，是组成动物表皮和表皮附属物的结构蛋白，如动物的毛发、蹄甲、羽毛、羊毛、鳞片等等。能降解角蛋白的酶称为角蛋白酶（keratinase），角蛋白酶底物广泛，既能降解不可溶的蛋白如角蛋白，也能降解可溶的蛋白如酪蛋白、明胶等。与普通蛋白酶相比，角蛋白酶更容易洗掉衣物表面沾有的角质化废物，包括衣领、袖口污物和血渍，因此已成功用于洗涤剂添加剂。角蛋白酶还有普通蛋白酶不能比拟的优势，即能有效清理被毛发和废旧角质堵塞的浴室的排污口和下水道。
发明内容
本发明提供了一种短稳杆菌LY-5角蛋白酶在制备洗涤产品中的应用，尤其是该角蛋白酶在制备洗涤产品中的应用。
本发明从屠宰场附近长期堆放羽毛废弃物的沼渣中筛选到一株短稳杆菌LY-5，该菌能在羽毛作为唯一碳源氮源的培养基中生长并高效降解羽毛。本发明菌株于2022年03月01日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号CGMCC No.24452，分类命名为：短稳杆菌Empedobacter brevis，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。本发明人通过实验，证实了短稳杆菌LY-5角蛋白酶在洗涤产品中具有优异的去污、去渍、去垢效果。
上述的洗涤产品为去污剂、去垢剂、去渍剂中的任一种，以上仅仅是列举一些洗涤产品的种类，包括但并不仅限于以上的种类，上述的洗涤产品可以是液体的洗涤剂，也可以是固体的粉末状的洗涤剂，或者是膏状的洗涤剂。
以上的应用中，所述及的在洗涤产品中添加的制剂为如下所述任一种：
短稳杆菌LY-5去掉菌体的发酵液；
或，短稳杆菌LY-5发酵培养后获得的角蛋白酶/纯化后的酶制剂；
或，短稳杆菌LY-5提取物/代谢产物。
上述的发酵培养基的配方（g/L）为：羽毛15，NaCl 0.5，K2HPO4 1.0，KH2PO4 0.4，MgCl2·7H2O 0.1，CaCl2 0.06，NaOH调pH 7.5；发酵培养温度为20～30℃。
将短稳杆菌LY-5按1～3%的接种量接种发酵培养基，培养40～60 h后，所得的发酵液于10000～12000 rpm离心10～20 min，收集发酵液上清，获得角蛋白酶。
更具体的，本发明短稳杆菌LY-5角蛋白酶的制备方法：用纱布过滤掉发酵后培养基渣滓，11000 rpm离心15 min，收集发酵液上清，获得角蛋白酶；制备的角蛋白酶催化角蛋白水解的最适酶活温度为50℃，最适pH为9.0，制备的角蛋白酶属于中温碱性蛋白酶。
优选的，将含有上述角蛋白酶和/或纯化后的酶制剂应用于洗涤产品，是本发明所要保护的内容。
含有角蛋白酶和/或纯化后的酶制剂的洗涤产品，其中所含有的角蛋白酶的适宜作用温度为45～55℃， pH为8.5～9.5。
含有角蛋白酶和/或纯化后的酶制剂的洗涤产品，最适宜的作用温度为50℃，pH为9.0。
通过上述的方法所获得的角蛋白酶，属于中温碱性蛋白酶，抗逆性好，能耐受离子型/非离子型表面活性剂、氧化剂和漂白剂，在市售洗涤剂中能长时间维持酶活稳定，对常见的污渍有优异的去污效果。上述均表明本发明的角蛋白酶在制备洗涤产品中有巨大应用潜力。
本发明与现有的市售的其它解蛋白酶相比，具有以下优点：
本发明所获得的能够高效降解羽毛角蛋白废弃物的短稳杆菌LY-5，发明人经过查阅资料，并未见有将短稳杆菌角蛋白酶应用于制备洗涤产品的报道，本发明通过实施例验证了短稳杆菌LY-5角蛋白酶抗逆性好，能耐受离子型/非离子型表面活性剂、氧化剂和漂白剂，在市售洗涤剂中能长时间维持酶活稳定，对常见的污渍有优异的去污效果，在制备洗涤产品中有巨大应用潜力。
短稳杆菌LY-5角蛋白酶在具体的应用过程中，先将角蛋白酶或者是经分离纯化后的角蛋白酶稀释，或者是不经稀释，直接与洗涤剂相混合，再用于去除各种污渍或污垢，其效果要远远的优于仅使用单一的洗涤剂（不加本发明角蛋白酶的）洗涤。
附图说明
图1：以角蛋白为底物，角蛋白酶的最适催化酶活温度（A）和最适pH（B）；
图2：角蛋白酶对表面活性剂、氧化剂、还原剂的耐受性；
图3：角蛋白酶在洗涤剂（1%）中的稳定性；
图4：角蛋白酶作为洗涤剂添加剂对不同污渍（芝麻酱、胡椒粉、巧克力、姜粉）的去污效果。
具体实施方式
为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。
实施例1
短稳杆菌LY-5角蛋白酶的获得方法:将短稳杆菌LY-5种子液按2%接种量接入羽毛培养基中，在25ºC，180 r/min培养48 h后，离心去菌体得到角蛋白酶。
培养基配方（g/L）：羽毛15，NaCl 0.5，K2HPO4 1.0，KH2PO4 0.4，MgCl2·7H2O 0 .1，CaCl2 0.06。
角蛋白酶酶活测定方法：参照专利ZL201610289190.2方法。
最适酶活温度：以2% keratin为底物，用pH 9.0 Tris-HCl缓冲液将酶液稀释到合适浓度，与底物1：1混合后在pH 9.5条件下测定酶活。反应温度范围30～60℃，每隔5℃测一个点，以最高酶活作为100%；
结果：角蛋白酶在50℃催化角蛋白底物的活力最高，45～60℃酶活为最高酶活的70%以上，该角蛋白酶属于中温蛋白酶（附图1A）。
在洗化行业，通常需要酶在较高温度下发挥去渍功能，而本发明的角蛋白酶在45～60℃能保持较高的酶活，该性质为其在洗化产品中的应用提供了良好的基础。
最适pH：配制不同pH的缓冲体系，NaH2PO4-Na2HPO4（pH 6.0-7.5）, Tris-HCl（pH7.0-9.0）,Gly-NaOH（pH 9.0-10.5）。用pH 6.0-10.5的缓冲液体系分别配制2% keratin底物，并用不同的缓冲液体系将酶液稀释到适当倍数，然后在50℃测定角蛋白酶的活性，确定其最适pH。
结果：该角蛋白酶在pH 9.0时酶活最高，pH 8.0～10.0均能维持最高酶活的80%，属于碱性蛋白酶（附图1B）。在工业生产尤其在洗涤、角蛋白废弃物降解和饲料加工等领域的应用过程中通常涉及碱性条件下使酶发挥作用，因此通常要求工业酶能在碱性条件下保持高活力，该角蛋白酶符合工业酶的使用条件，具有潜在应用价值。
实施例2
将本发明的角蛋白酶应用于去除污渍中，具体的方法如下：
角蛋白酶在氧化剂/还原剂/表面活性剂中的耐受性：氧化剂（双氧水H2O2，次氯酸钠NaClO）、还原剂（二硫苏糖醇DTT、5,5'-二硫双2-硝基苯甲酸DTNB、β-巯基乙醇β-ME）、表面活性剂（皂苷、Triton X-100、Tween-80、胆酸钠、十二烷基硫酸钠SDS）配制成2%水溶液，角蛋白酶稀释到20 U，与2%试剂1:1混合，在室温下保温1 h后，利用Folin-酚法测残余酶活。以不与试剂混合的角蛋白酶保温1 h时的酶活作为100%。
角蛋白酶在洗涤剂中的耐受性：角蛋白酶稀释到20 U，与质量分数为2％的碧浪洗涤剂1:1混合，在室温下保温1 h、6 h和12 h后，利用Folin-酚法测残余酶活。以不与洗涤剂混合的角蛋白酶保温0 h时的酶活作为100％。
角蛋白酶对污渍的洗涤效果：碧浪洗涤剂浓度1%，添加酶10 U，沾有污渍（芝麻酱、胡椒粉、巧克力、姜粉）的棉布裁成合适大小。洗涤条件：37℃，120 rpm洗涤1 h。以蒸馏水和不添加酶液的碧浪洗涤剂的洗涤效果作对照。
结果如下：
还原剂的存在能促进角蛋白酶的酶活，与DTT、DTNB、β-ME共同保温1 h后角蛋白酶酶活分别为110.5%±3.12、121.41%±3.53和142.83%±5.21；氧化剂H2O2使角蛋白酶酶活提高到113.92%±4.93，NaClO能抑制15~20%的酶活。角蛋白酶在各种表面活性剂中，酶活提高10~20%不等，1% SDS抑制15%的酶活（附图2）。上述结果表明本发明的角蛋白酶在大多数氧化剂/还原剂/表面活性剂中都有很好的耐受性。
角蛋白酶在1%碧浪洗涤剂中保温12 h酶活仍保持稳定（附图3），与不添加角蛋白酶的质量分数为1%的碧浪洗涤剂相比，添加了本发明角蛋白酶的洗涤剂在洗涤芝麻酱、胡椒粉、巧克力和姜粉等污渍时，洗涤效果更好（附图4）。上述结果表明该角蛋白酶具备开发成洗涤剂添加剂的应用潜力。

Claims (7)

1.短稳杆菌（Empedobacter brevis）LY-5产生的角蛋白酶在洗涤产品中的应用，其特征在于，所述的短稳杆菌LY-5于2022年03月01日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为CGMCC No. 24452，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，分类命名为：短稳杆菌（Empedobacter brevis）。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的洗涤产品为去污剂、去垢剂、去渍剂中的任一种。
3.短稳杆菌（Empedobacter brevis）LY-5发酵后获得的角蛋白酶经纯化后的酶制剂在洗涤产品中的应用，所述的短稳杆菌LY-5的菌种保藏号为CGMCC No. 24452。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，发酵培养时，培养基的配方以浓度单位g/L表述为：羽毛15，NaCl 0.5，K2HPO4 1.0，KH2PO4 0.4，MgCl2·7H2O 0.1，CaCl2 0.06，NaOH调pH7.5；发酵培养温度为20～30℃。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，发酵培养时按1～3%的接种量接种，培养时间为40～60 h。
6.角蛋白酶的制备方法，包括以下的步骤：
将短稳杆菌（Empedobacter brevis）LY-5按1～3%的接种量接种发酵培养后40～60 h后，所得的发酵液于10000～12000 rpm离心10～20 min，收集发酵液上清，获得角蛋白酶；
所述的短稳杆菌（Empedobacter brevis）LY-5的菌种保藏号为CGMCC No. 24452。
7.含有角蛋白酶的洗涤产品，其特征在于，所述的角蛋白酶通过权利要求6的方法制备获得。
CN202210349008.3A 2022-04-01 2022-04-01 短稳杆菌ly-5角蛋白酶在洗涤产品中的应用 Active CN114574399B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210349008.3A CN114574399B (zh) 2022-04-01 2022-04-01 短稳杆菌ly-5角蛋白酶在洗涤产品中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210349008.3A CN114574399B (zh) 2022-04-01 2022-04-01 短稳杆菌ly-5角蛋白酶在洗涤产品中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114574399A CN114574399A (zh) 2022-06-03
CN114574399B true CN114574399B (zh) 2022-08-19

Family

ID=81784444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210349008.3A Active CN114574399B (zh) 2022-04-01 2022-04-01 短稳杆菌ly-5角蛋白酶在洗涤产品中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114574399B (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4045403B2 (ja) * 2001-11-15 2008-02-13 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 ヒドロキシ脂肪酸およびγ−ラクトンの製造方法
WO2004011652A1 (ja) * 2002-07-26 2004-02-05 Ajinomoto Co., Inc. トリペプチド以上のペプチドの製造方法
US20050032187A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-10 Ajinomoto Co., Inc. Novel peptide-forming enzyme, microbe producing the enzyme and method for producing peptide using them
CN103409344A (zh) * 2013-07-18 2013-11-27 镇江市润宇生物科技开发有限公司 一种豆乳基质及其用于短稳杆菌gxw15-4发酵的方法
CN105821023B (zh) * 2016-05-04 2018-06-08 山东省农业科学院生物技术研究中心 一种角蛋白酶的分离纯化方法及应用
CN106434609A (zh) * 2016-11-03 2017-02-22 江南大学 一种微生物角蛋白酶的分离纯化及应用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114574399A (zh) 2022-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1034280B1 (en) Cellulase produced by actinomycetes and method of producing same
EP1088080B1 (en) Recombinant production of cellulase from actinomycetes
JP2509315B2 (ja) 酵素洗剤添加剤
EP3653706A1 (en) Fusion protein
EP1994148B1 (en) Polypeptides having endoglucanase activity and polynucleotides encoding same
NZ504197A (en) Cellulase produced by Actinomycetes, probes and method of producing thereof
CA2432744A1 (en) Novel cellulase producing actinomycetes, cellulase produced therefrom and method of producing same
CN102482665B (zh) 具有β-葡糖苷酶活性的新蛋白质及其用途
JPH06503960A (ja) ＴＲＩＣＨＯＤＥＲＭＡ　ＲＥＥＳＥＩのβ−グルコシダーゼ遺伝子のクローニングおよび増幅によるセルロースの改良糖化
WO1989009259A1 (en) A cellulase preparation
Aygan et al. A new halo-alkaliphilic, thermostable endoglucanase from moderately halophilic Bacillus sp. C14 isolated from Van soda lake
JPH0427386A (ja) プロテアーゼ耐性セルラーゼ、これを産生する微生物及び該セルラーゼの製造法
Singh et al. Thermo and alkali stable β-mannanase: characterization and application for removal of food (mannans based) stain
AU2005259217A1 (en) Cellulases from rumen
CN112126536B (zh) 蜡样芽孢杆菌角蛋白酶的应用及应用方法
CN114574399B (zh) 短稳杆菌ly-5角蛋白酶在洗涤产品中的应用
CN115210371A (zh) 碳水化合物结合模块变体
CN114540253A (zh) 微小杆菌p6角蛋白酶在洗涤剂中的应用及应用方法
Kang et al. Carboxymethyl cellulases active and stable at alkaline pH from alkalophilic Cephalosporium sp. RYM-202
Niyonzima et al. Detergent-compatible amylases produced by fungal species and their applications in detergent industry
US6190899B1 (en) Cellulase producing actinomycetes, cellulase produced therefrom and method of producing same
Laxman et al. Production of Cellobiohydrolase by Penicillium funiculosum NCL1 under Submerged and Solid State Fermentation using Agricultural Waste Residue
WO1997011165A9 (en) Protease modified cellulase compositions
JPS63146786A (ja) アルカリ耐性セルラ−ゼ
Merabet et al. Screening des enzymes hydrolytiques des bactéries du sol: essai d'optimisation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant