Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4產(chǎn)抗菌脂肽發(fā)酵工藝的優(yōu)化及產(chǎn)物的分離.pdf

1、芽孢桿菌屬的細(xì)菌能夠產(chǎn)生多種脂肽類抗菌物質(zhì)，包括表面活性素、伊枯草菌素和芬薺素三大類，具有抗細(xì)菌、真菌、病毒和支原體的功能，在生物醫(yī)藥方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。此外，脂肽作為一種生物表面活性劑在石油工業(yè)、食品、化妝品和農(nóng)業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。然而，較高的生產(chǎn)和回收成本限制了脂肽的工業(yè)化生產(chǎn)，因此尋找能夠提高脂肽產(chǎn)量、降低生產(chǎn)和回收成本的方法是目前迫切需要解決的問題。本研究的目的在于選育抗菌脂肽高產(chǎn)菌株，并對(duì)其培養(yǎng)基和發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，從

2、而提高脂肽產(chǎn)量。同時(shí)對(duì)泡沫分離法分離抗菌脂肽進(jìn)行了初步研究，旨在為連續(xù)化生產(chǎn)抗菌脂肽提供一定的理論依據(jù)。具體的研究結(jié)果分述如下： 1．采用低能N<'+>離子注入技術(shù)，以淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)ES-2為出發(fā)菌株，進(jìn)行誘變選育抗菌脂肽高產(chǎn)菌株。研究了不同注入劑量對(duì)存活率和正突變率的影響，確定了最佳的注入劑量，并獲得一株抗菌脂肽高產(chǎn)菌，命名為淀粉液化芽孢桿菌ES-2-4。與原始菌株相比

3、，脂肽產(chǎn)量提高了15.2％。此外，對(duì)突變株的發(fā)酵特性進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明突變株B. amyloliquefaciens ES-2-4的延滯期短，穩(wěn)定期長(zhǎng)，脂肽產(chǎn)量高，其發(fā)酵性能有利于脂肽的大規(guī)模生產(chǎn)。 2．采用Plackett-Burman設(shè)計(jì)對(duì)影響B(tài).amyloliquefaciens ES-2-4發(fā)酵產(chǎn)抗菌脂肽的培養(yǎng)基和發(fā)酵條件的13個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行了篩選，數(shù)據(jù)分析顯示其中葡萄糖、L-谷氨酸鈉、轉(zhuǎn)速和溫度均達(dá)到了極其顯著水

4、平，為篩選出的關(guān)鍵因子。在此基礎(chǔ)上，采用均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)上述四個(gè)關(guān)鍵因子的最佳組合進(jìn)行優(yōu)化，通過二次多項(xiàng)式回歸分析建立回歸模型，最后利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得模型的最優(yōu)值。獲得最佳產(chǎn)量時(shí)各關(guān)鍵因子的最優(yōu)組合為：葡萄糖(42 g/L)、L-谷氨酸鈉(14 g/L)、溫度(27℃)、轉(zhuǎn)速(200r/min)，在此條件下，產(chǎn)量從優(yōu)化前的3.87 g/L提高到了5.41g/L，增長(zhǎng)了39.7％。此外，探索性的對(duì)利用遺傳算法(Genetic Alg

5、orithm)優(yōu)化發(fā)酵工藝進(jìn)行了研究。經(jīng)過50次的傳代，獲得了四個(gè)關(guān)鍵因子的最佳組合為：葡萄糖(42 g/L)、L-谷氨酸鈉(14 g/L)、溫度(27℃)、轉(zhuǎn)速(200 r/min)，與均勻設(shè)計(jì)的結(jié)果吻合。 3．采用單因素試驗(yàn)從四種農(nóng)產(chǎn)品(小米粉、玉米粉、豆粕粉、麩皮)，篩選出小米作為工業(yè)化發(fā)酵培養(yǎng)基中的碳源。利用均勻設(shè)計(jì)優(yōu)化了培養(yǎng)基中的碳、氮源最優(yōu)比，結(jié)果當(dāng)小米粉、L-谷氨酸鈉分別為48.0 g/L和15.0 g/L時(shí)，脂肽