納豆菌抗菌脂肽固態(tài)發(fā)酵工藝優(yōu)化及其在對(duì)蝦保鮮上的應(yīng)用.pdf

1、抗菌脂肽是以枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、淀粉液化芽孢桿菌(Bacillusamyloliquefaciens)、納豆菌(Bacillus natto)等為代表的芽孢桿菌產(chǎn)生的一系列脂肽類物質(zhì)(通常有surfactin、iturin、fcngycin、subtilin和sublancin等)。目前抗菌脂肽的生產(chǎn)大多是用液態(tài)發(fā)酵，但設(shè)備要求高，成本高，產(chǎn)量低；與液態(tài)發(fā)酵相比，固態(tài)發(fā)酵則具有發(fā)酵設(shè)備簡(jiǎn)單、基質(zhì)濃度高、單

2、位產(chǎn)量高以及避免起泡跑料等優(yōu)點(diǎn)。因此，固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)抗菌脂肽具有一定的潛力和優(yōu)勢(shì)。
　　對(duì)蝦屬于節(jié)肢動(dòng)物門、有鰓亞門、甲殼綱、軟甲亞綱、十足目、游泳亞目、對(duì)蝦科、對(duì)蝦屬。對(duì)蝦的種類很多，其中凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeus vannamei)，俗名南美白對(duì)蝦，是當(dāng)今世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大蝦類之一，新鮮的對(duì)蝦由于其較高的水分和蛋白質(zhì)含量，極易在捕撈、運(yùn)輸、加工及貯藏過(guò)程中受細(xì)菌侵襲而腐敗變質(zhì)，為了延長(zhǎng)其貨架期，傳統(tǒng)的物理、化學(xué)保鮮方

3、法是最常用的方法，但是由于其使用范圍、操作技術(shù)等限制和安全性問(wèn)題，很難廣泛推廣，而安全無(wú)毒的生物保鮮技術(shù)是目前食品領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。抗菌脂肽由于其特殊的化學(xué)組成和兩親型分子結(jié)構(gòu)，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌均有很好的廣譜抗菌活性，且對(duì)外界環(huán)境有很好的適應(yīng)性，同時(shí)通過(guò)小鼠口服急性毒性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其LD50大于5000mg/kg小鼠體重，說(shuō)明納豆菌抗菌脂肽具有較高的食用安全性，因此納豆菌抗菌脂肽作為生物保鮮劑在對(duì)蝦保鮮中將有廣泛的應(yīng)用前景。本論

4、文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.首先對(duì)影響固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)抗菌脂肽的培養(yǎng)基成分及發(fā)酵條件進(jìn)行單因素試驗(yàn)，初步確定影響因素為葡萄糖、谷氨酸鈉、KCL、MgSO4、K2HPO4、接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間8個(gè)因素，然后用PB實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Plackett-Burman design)，篩選出MgSO4、K2HPO4和發(fā)酵溫度為主要影響因子。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行最陡爬坡實(shí)驗(yàn)，逼近最大響應(yīng)區(qū)域，再借助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件Design Expert8，采用響應(yīng)

5、曲面法(Response surfaceMethodology，RSM)Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)主要影響因子的最佳水平及其交互作用再做進(jìn)一步的研究與探討，并建立了預(yù)測(cè)模型方程。通過(guò)模型方程3-D圖及其等高線圖研究發(fā)現(xiàn)，在MgSO40.97g/kg、K2HPO41.50g/kg、溫度30.33℃的條件下，可獲得抗菌脂肽產(chǎn)量的最大預(yù)期值。優(yōu)化后的發(fā)酵工藝與液態(tài)發(fā)酵相比抗菌脂肽的產(chǎn)量提高了3-4倍，效果顯著。
　　2.固態(tài)發(fā)酵

6、結(jié)束后，用酸沉淀提取法得到抗菌脂肽的粗提物，經(jīng)Macroporousresin X-5色譜柱分離純化后，收集洗脫峰，將有抗菌活性的洗脫峰經(jīng)濃縮后用TSQQuantum Access三重四極桿質(zhì)譜儀得到被測(cè)物離子譜圖，通過(guò)與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道比較，初步確定抗菌脂肽的組分為surfactin和itudn A。
　　3.通過(guò)抗菌脂肽對(duì)凡納濱對(duì)蝦腐敗菌分離株的抑制效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)納豆菌抗菌脂肽具有較廣的抑菌譜，對(duì)Pseudomonas、Shewa