乳酸鏈球菌微囊化發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽的研究.pdf

1、乳鏈菌肽（Nisin）是一種高效、安全、無毒的活性肽類物質(zhì)，亦稱乳酸鏈球菌素，由乳酸鏈球菌發(fā)酵產(chǎn)生，分子中含有34個(gè)氨基酸。作為唯一一種允許商業(yè)化生產(chǎn)的天然食品防腐劑，Nisin能夠抑制大多數(shù)革蘭氏陽性致病菌的生長，廣泛的應(yīng)用于乳制品、肉制品、罐頭制品、飲料以及醫(yī)藥領(lǐng)域。微生物細(xì)胞微囊化發(fā)酵方式能夠提高發(fā)酵產(chǎn)物的濃度、生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)菌體的重復(fù)利用和連續(xù)生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)簡化產(chǎn)物的分離工藝，減輕產(chǎn)物積累對細(xì)胞的反饋抑制。因此，本文采

2、用微囊化技術(shù)對乳酸菌進(jìn)行微囊化發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽，旨在提高乳鏈菌肽的效價(jià)和產(chǎn)率。乳鏈菌肽的開發(fā)和利用，可以節(jié)約能源，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，延長保存時(shí)間。目前已有50多個(gè)國家和地區(qū)允許使用乳鏈菌肽作為食品防腐劑，具有巨大的商業(yè)價(jià)值。
　　本論文著重對乳鏈球菌微囊化制備及發(fā)酵工藝研究，探討影響乳鏈菌肽活性的因素，優(yōu)化細(xì)胞微膠囊制備和發(fā)酵條件，提高產(chǎn)品的效價(jià)和產(chǎn)率。主要研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　以MRS為發(fā)酵培養(yǎng)基，以瓊脂擴(kuò)散法測定N

3、isin效價(jià)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化發(fā)酵工藝條件，結(jié)果表明影響Nisin效價(jià)的最大因素是玉米漿添加量，其次是初始pH，接種量影響最小。最佳發(fā)酵參數(shù)為初始pH6.60、接種量4.80％、玉米漿添加量25.00%，乳鏈菌肽的效價(jià)達(dá)5102.77IU/mL
　　以海藻酸鈉和殼聚糖為微膠囊制備材料，首先制備了海藻酸鈣凝膠珠，然后，采用殼聚糖包膜得到微膠囊。分別采用微膠囊的膜膨脹率、包埋率和Nisin效價(jià)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研

4、究了影響ACA液芯微膠囊制備的各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)果表明：殼聚糖脫乙酰度為91%、分子量為7.4萬，海藻酸鈉15g/L、殼聚糖5.0g/L、CaCl220g/L、檸檬酸鈉40mmol/L，固化時(shí)間120min、成膜時(shí)間30min、液化時(shí)間9min，殼聚糖pH5.5、檸檬酸鈉溶pH5.0，此條件下制備的微膠囊的膜膨脹率為7.02%，包埋率86.24%，乳鏈菌肽的效價(jià)為5077.46IU/mL。
　　采用 Plackett-Burman對單因

5、素實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得到殼聚糖濃度、殼聚糖pH、液化時(shí)間是影響ACA微膠囊性能的顯著性因素。最陡爬坡法獲得逼近最大響應(yīng)區(qū)域時(shí)主要因子的水平，Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析確定了影響ACA微膠囊性能的最佳條件為殼聚糖的濃度5.0g/L、殼聚糖pH5.5、液化時(shí)間12min，此條件下制備的微膠囊的膜膨脹率為2.67%，包埋率為91.79%，乳鏈菌肽的效價(jià)為5309.6IU/mL。對ACA微膠囊電鏡掃描，結(jié)果表明，微膠囊囊膜內(nèi)的空