微生物發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)乳鏈菌肽的工藝研究.pdf

1、乳鏈菌肽是一種天然食品防腐劑，通過乳酸鏈球菌發(fā)酵獲得。它能夠有效抑制許多引起食品腐敗變質(zhì)的革蘭氏陽性細(xì)菌及病原菌的繁殖。是目前國(guó)際上唯一允許商業(yè)化生產(chǎn)的天然食品防腐劑。本論文針對(duì)乳鏈菌肽發(fā)酵體系的特點(diǎn)提出了乳鏈菌肽測(cè)定方法的改進(jìn)，發(fā)酵培養(yǎng)基的改進(jìn)，發(fā)酵條件的優(yōu)化，工業(yè)品對(duì)試劑培養(yǎng)基的替換，發(fā)酵液分離提取工藝流程等研究?jī)?nèi)容。為乳鏈菌肽順利應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。 1.乳鏈菌肽的測(cè)定方法研究了二劑量法測(cè)定乳鏈菌肽的活性以及二劑

2、量法的主要影響因素，并通過C++程序計(jì)算效價(jià)。二劑量法降低了檢測(cè)平板制備的難度，避免了采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法造成的人為誤差。對(duì)同一樣品采用兩種方法進(jìn)行檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)曲線法所產(chǎn)生的誤差是二劑量法的5倍。計(jì)算機(jī)程序的引入簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理的難度，尤其適合工業(yè)生產(chǎn)中大批數(shù)據(jù)的處理。 2.發(fā)酵培養(yǎng)基的改進(jìn)本論文應(yīng)用的乳酸鏈球菌發(fā)酵培養(yǎng)基為(g/100ml)：蔗糖4，酵母提取物1，蛋白胨0.5，玉米漿5，磷酸二氫鉀2，硫酸鎂0.02，氯化鈉0.2。應(yīng)用此

3、培養(yǎng)基配方發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽，發(fā)酵液效價(jià)可穩(wěn)定在6000～7000IU/ml。此培養(yǎng)基最大程度的利用了碳源，相對(duì)降低了氮源的用量，減少了發(fā)酵液的富氮現(xiàn)象，通過正交實(shí)驗(yàn)確定了氮源的最佳配比，使?fàn)I養(yǎng)物被充分利用，同時(shí)縮短了發(fā)酵時(shí)間。氮源的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳源的價(jià)格，因此生產(chǎn)成本也相應(yīng)降低，使得工業(yè)化生產(chǎn)乳鏈菌肽成為可能。 3.發(fā)酵條件的優(yōu)化發(fā)酵過程中流加5mol/L的NaOH溶液將發(fā)酵液pH控制在6.20～6.25范圍內(nèi)，可獲得發(fā)酵液效價(jià)

4、最高。綜合效價(jià)和菌體生長(zhǎng)量的因素，選擇發(fā)酵初始pH7.8、發(fā)酵溫度30℃、接種量5％～6％等發(fā)酵條件最有利于乳鏈菌肽的代謝。利用數(shù)學(xué)模型判斷發(fā)酵終點(diǎn)有效的避免了乳鏈菌肽活性的損失，從而獲得發(fā)酵的最大收益。 4.發(fā)酵培養(yǎng)基的替換通過對(duì)試劑和工業(yè)品單因素及交互因素的分析得到工業(yè)品用料合適質(zhì)量濃度(g/100ml)：蔗源4，蛋白胨1，酵母提取物1，玉米漿的5，K2HPO42，MgSO4·7H2O0.02，NaCl0.2。應(yīng)用此工業(yè)培養(yǎng)

5、基進(jìn)行乳鏈菌肽發(fā)酵，終點(diǎn)效價(jià)可穩(wěn)定在6000IU/ml。相對(duì)試劑培養(yǎng)基，發(fā)酵液效價(jià)下降約10％，但成本僅為試劑培養(yǎng)基的61％。 5.乳鏈菌肽的分離提取工藝發(fā)酵液在下罐后3h內(nèi)必須轉(zhuǎn)移到預(yù)處理罐中。預(yù)處理操作條件為：pH為2.5，90℃加熱20min。膜初步分離的操作壓力為0.10MPa(表)，乳鏈菌肽膜分離的收率為67％。單因素實(shí)驗(yàn)確定鹽析的操作條件：pH為3.5，硫酸銨質(zhì)量濃度為25g/100ml，鹽析時(shí)間1.0h。在此操作條