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1、乳鏈菌肽(Nisin)是一種高效、安全、無(wú)毒的活性肽類(lèi)物質(zhì),亦稱(chēng)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(yáng)性致病菌的生長(zhǎng),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(jiǎn)化產(chǎn)物的分離工藝,減輕產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞的反饋抑制。因此,本文采
2、用微囊化技術(shù)對(duì)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(kāi)發(fā)和利用,可以節(jié)約能源,提高產(chǎn)品的質(zhì)量,延長(zhǎng)保存時(shí)間。目前已有50多個(gè)國(guó)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(duì)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?jī)?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(cè)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(wàn),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(duì)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(duì)ACA微膠囊電鏡掃描,結(jié)果表明,微膠囊囊膜內(nèi)的空
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