乳酸片球菌UN-27包埋固定化及其性質(zhì)的研究.pdf

1、乳酸片球菌在代謝過(guò)程中能夠產(chǎn)生γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyricacid,GABA)，乳酸片球菌素等功能因子。
　　 本文主要以海藻酸鈣液芯包埋法固定化本實(shí)驗(yàn)室保存的乳酸片球菌UN-27(pediococcusacidilacticiUN-27)，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化包埋條件，初步測(cè)定了包囊的性質(zhì)，并利用掃描電鏡測(cè)定包囊微結(jié)構(gòu)。為驗(yàn)證包囊的作用，用該乳酸片球菌UN-27包囊進(jìn)行了半連續(xù)發(fā)酵積累GABA。
　　 本

2、文首先利用單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)固定化載體海藻酸鈣包囊的制備條件進(jìn)行選擇，考察了CaCl2濃度、羧甲基纖維素鈉(CMC)濃度、海藻酸鈉(SA)濃度和凝膠反應(yīng)時(shí)間、硬化時(shí)間、殼聚糖濃度及包覆時(shí)間對(duì)包囊的直徑、膜厚及機(jī)械壓力的影響。因此在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用二水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)影響包囊機(jī)械壓力的因素進(jìn)行顯著性分析，篩選出對(duì)包囊機(jī)械壓力影響顯著的3個(gè)因素：CMC、SA和凝膠反應(yīng)時(shí)間。利用響應(yīng)面分析法對(duì)篩選出的3個(gè)因素進(jìn)行3水平優(yōu)化，獲得包囊制備的最佳條

3、件組合：CMC濃度1.08％、SA濃度0.66%、凝膠反應(yīng)時(shí)間21.19min，優(yōu)化后包囊的機(jī)械壓力達(dá)到15.32N。最終確定包囊制備的最適條件為：CaCl2濃度10.0%、CMC濃度1.08%、SA濃度0.66%、凝膠反應(yīng)時(shí)間21.19min、硬化時(shí)間15min、殼聚糖濃度0.4%、包覆時(shí)間30min。并對(duì)最佳條件下制備獲得的包囊進(jìn)行電鏡掃描觀察，發(fā)現(xiàn)包囊的內(nèi)表面具有致密的孔徑，能有效地防止菌體的泄漏，外表面裹了一層殼聚糖，使其結(jié)構(gòu)更

4、加致密，且內(nèi)部為液態(tài)，為固定化細(xì)胞的棲居和繁殖提供了良好的微環(huán)境，外壁存在著一定的孔徑，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物可以自由進(jìn)出。通過(guò)對(duì)包囊性能的初步檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)包囊具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，保存15d細(xì)胞活性仍為原來(lái)的70.63%；良好的耐浸泡性，浸泡2個(gè)月包囊仍保持完整；良好的耐熱性，在30℃～80℃條件處理30min后，機(jī)械壓力變化不大。
　　 在確定最佳包囊制備條件的基礎(chǔ)上，對(duì)濃度為108cfu/mL乳酸片球菌UN-27進(jìn)行了包埋，并

5、對(duì)固定化細(xì)胞進(jìn)行增殖，增殖36h細(xì)胞密度由108cfu/g達(dá)到1012cfu/g，最佳前體物質(zhì)的添加量為2.5g/L。對(duì)固定化細(xì)胞產(chǎn)GABA發(fā)酵條件進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，確定固定化細(xì)胞產(chǎn)GABA最佳發(fā)酵條件為培養(yǎng)溫度40℃；初始pH值7.0;接種量1.O%；裝液量50%，優(yōu)化后GABA產(chǎn)量平均值為6.29g/L。并在此基礎(chǔ)上用固定化細(xì)胞進(jìn)行半連續(xù)發(fā)酵，除第一批發(fā)酵周期為3d外，第2-17個(gè)發(fā)酵周期均為2d，與游離細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)GABA相比，固