乳酸片球菌细菌素发酵与纯化的研究

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2、存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要乳酸菌细菌素是公认的极具开发潜力的生物防腐剂，品种众多、性质各异，然而迄今为止只有乳酸链球菌素（Nisin）被全世界60多个国家批准使用。因此，努力开发新的乳酸菌细菌素，深入研究已发现的细菌素是当前广大科研工作者的重要任务。本实验室在前期的工作中，已从我国传统发酵酸白菜中分离出一株产细菌素的乳酸片球菌（Pediococcusacidilat

3、ici），而针对乳酸片球菌细菌素的研究，国内鲜有报道。本论文将重点研究乳酸片球菌（P.acidilaticiPA003）的细菌素发酵与纯化过程，旨在为其工业化生产提供一些理论参考。具体分为以下四部分内容：一、建立实验室规模分离纯化高纯度细菌素的方法，纯化并鉴定本研究所用的细菌素。建立了硫酸铵分段盐析、SephadexG50凝胶过滤、Macro-PrepHighS阳离子交换和反相C18半制备色谱纯化细菌素的方法。应用该方法纯化乳酸片球菌4-1细菌素，可使细菌素最终比活力达到2.59×10AU·mg，回收率为3.8%，纯度大

4、于99%，较发酵清液纯化了461.3倍。MALDI-TOF-MS表明该细菌素分子量约为4624Da，与已报道的片球菌素PediocinPA-1/AcH分子量完全相同。同时也发现P.acidilaticiPA003可产生不止一种细菌素。二、建立了膜分离提取细菌素的方法。本研究在优选超滤膜材的基础上，优化了超滤和纳滤工艺，建立了以超滤和纳滤过程为核心的膜分离提取细菌素的方法。结果表明，PS-10膜材为最适超滤膜材，超滤到体积浓缩比为2.5时开始洗滤，洗滤体积为400mL。纳滤过程中，体积浓缩比为4.5时，1000mL的超滤渗

5、透液可浓缩至220mL。经历了超滤、洗滤和纳滤过程，上样液的浓缩倍数为4.5倍，细菌素收率为81.2%。三、建立了基于温度和pH值的P.acidilacticiPA003分批发酵动力学模型。在5L发酵罐上研究了基于MRS培养基的P.acidilacticiPA003的分批发酵过程，建立了基于温度和pH值的相关动力学模型，从动力学的角度系统研究了温度和pH值对菌体生长、细菌素生成、葡萄糖消耗和乳酸生成的影响。结果表明，菌体最佳生长温度和最佳细菌素产生温度均为35℃左右，最大的细菌素活性Bmax出现在pH值为6.1时。四、优

6、化P.acidilacticiPA003的补料分批发酵过程。研究了碳源和氮源对乳酸片球菌P.acidilacticiPA003分批发酵过程中菌体生长、细菌素生成、葡萄糖消耗和乳酸生成的影响。并以此为基础研究了P.acidilacticiPA003的恒速补料分批发酵和指数补料分批发酵过程。结果表明，分批发酵时，碳源和氮源浓度对细菌素活性和菌体生长代谢影响很大，最−1优条件为碳源和氮源浓度均为30g·L时；第四章建立的分批发酵动力学模型，-1在葡萄糖浓度10~50g·L时对菌体、细菌素、乳酸的生成和葡萄糖消耗的模拟依旧适用，

7、但在复杂氮源浓度变化时拟合度不好。指数流加补料可以产生最−1大的细菌素活性，达2985AU·mL，较分批发酵时提高了30%以上。关键词：乳酸片球菌；细菌素；片球菌素；发酵；纯化；动力学ivABSTRACTBacteriocins,whichsharemanyvarietiesanddifferentproperties,arerecognizedaspotentialbiopreservatives.However,onlyNisiniscurrentlylicencedasafoodadditiveinover60co

8、untries.Therefore,todevelopnewbacteriocinfromlacticacidbacteriawitheffortsandtostudybacteriocinwhichhavebeenfoundindepthisthecurrentimportanttaskforthemajority