羽毛等角蛋白富含大量潜在有用的蛋白质和氨基酸,若加以适当的加工和处理,可使之转化为很好的氨基酸原料（蛋白质）资源。但由于角蛋白（Keratin）分子间通过胱氨酸残基的二硫键、氢键、盐键和其他交联键作用高度交联,常见的水解酶如酪蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶等也很难有效地降解它,从而导致未被大量的资源化利用。微生物酶解法是目前将羽毛角蛋白等硬质蛋白转化为可消化蛋白的最有效方法。角蛋白酶具有专一的降解天然角蛋白的功能,可有效地将羽毛等角蛋白废弃物转化为可消化蛋白,在饲料、医药和化妆品、食品、皮革加工及环境治理等领域具有广阔的应用前景。本课题采用连续富集培养的方法,有效地分离筛选到产角蛋白酶的优良菌株,并在此基础上,对该菌株进行了分类鉴定、发酵产酶条件优化、酶学性质以及水解鸡羽毛的应用特性等方面的研究。1、以羽毛角蛋白作为唯一的碳源和氮源,对富含羽毛角蛋白的养殖场下水道淤泥等分离源进行了连续富集培养,最终分离到菌株K9具有很强的羽毛降解能力,摇瓶培养四天羽小枝就几乎全部被溶解,不再有成形的羽毛。2、对菌株K9综合进行了培养特征、形态特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析等方面的鉴定。菌株K9菌落边缘不规则,表面潮湿、凹凸不平、有皱褶,不透明,在牛奶平板上呈淡粉色。该菌株最适生长温度为37℃～50℃,最适生长pH为7～8。该菌株为革兰氏阳性的直杆状菌,具有荚膜以及中生或次端生芽孢。菌株K9与Bacillus licheniformis AB111114具有99%的相似性。综合以上结果,最终将菌株K9鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）。3、对该菌株的发酵产酶条件进行了优化,最终得到该菌株产角蛋白酶的最佳发酵培养基（g/L）及培养条件为:羽毛粉15,玉米粉5,黄豆粉10,NH₄Cl 0.5,NaCl0.5,K₂HPO₄ 0.3,KH₂PO₄0.4,MgCl₂·6H₂O 0.1,酵母膏0.1,pH 7.5～8。在250mL三角瓶里装培养液30mL,37℃,接种量4%,200r/min,摇瓶发酵培养72h。在优化后的发酵条件下,酶活由优化前的130.6U/mL提高到246.8U/mL。4、对菌株k9所产粗酶的酶学性质及该酶液水解羽毛的应用特性进行了初步研究。菌株K9所产的角蛋白酶有较好的耐热性和pH稳定性。该酶的最适反应温度为60℃,最适pH值为7.5～8.0。Hg²⁺、Ag⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、EDTA、1,10-二氮杂菲和SDS等对该酶活性具有抑制作用。K⁺、Mn²⁺、Na⁺、Ca²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺和β-巯基乙醇对该酶活性具有促进作用。该酶液水解羽毛的最佳温度为60℃,处理1g鸡羽毛需要添加3640 U的发酵液,最佳酶解时间为36h。与目前其他地衣芽孢杆菌来源的角蛋白酶相比,菌株K9所产的角蛋白酶具有更好的耐热性和更广的pH耐受范围,性能更优良,在饲料、医药和化妆品、食品、皮革加工及环境治理等领域具有更大的工业化生产潜力。