樹脂吸附發(fā)酵分離耦合生產乳鏈菌肽的研究.pdf

1、乳鏈菌肽（Nisin）是乳鏈球菌（Streptococcus lactis）產生的初級代謝產物，能夠抑制G+菌的生長，作為天然食品防腐劑，廣泛應用于食品行業(yè)。
　　本文采用嗜熱乳鏈球菌（lactococcus lactis）6032，進行樹脂吸附發(fā)酵分離耦合生產Nisin，來解除Nisin的反饋抑制作用，提高其產率。研究結果如下：
　　對比乳鏈球菌生長曲線及Nisin產生曲線，表明乳鏈球菌的生長和Nisin的產生是同步的。單

2、因素試驗確定了溫度29℃、接種量5％、玉米漿添加量27%，此時Nisin效價最高為4955.45 IU/mL。響應面優(yōu)化后最佳發(fā)酵條件為：溫度29.18℃、接種量5.02%、玉米漿添加量27.09%，Nisin效價最高可達4991.64 IU/mL。
　　大孔吸附樹脂D101、NKA-Ⅱ及離子交換樹脂D113、D151對發(fā)酵液中Nisin進行吸附，吸附率分別為34.83%、69.80%、63.19%和56.35%。NKA-Ⅱ樹脂和

3、D113樹脂吸附率較高，最佳吸附條件分別為：發(fā)酵液體積70 mL和60 mL、吸附時間5 h、發(fā)酵液pH4和pH5、轉速110 r/min和100 r/min，吸附率分別為67%和72%。研究了乙醇溶液(pH2)和NaCl溶液分別對上述吸附完成的NKA-Ⅱ樹脂和D113樹脂的解吸效果，當濃度為80%和5%、體積為70 mL和80mL、解析時間為7 h和8 h，兩種樹脂的解吸率分別為44%和47%。
　　靜態(tài)下NKA-Ⅱ樹脂和D11

4、3樹脂吸附發(fā)酵分離耦合生產Nisin試驗表明：兩種樹脂對細胞的生長沒有不利影響。兩種樹脂進行乳鏈球菌發(fā)酵分離耦合生產Nisin的最適條件分別為：發(fā)酵液pH5.5和pH6.0、樹脂添加量1.5 g和1.0 g、樹脂添加時間第6 h和第5.5 h、轉速80 r/min，發(fā)酵液中的Nisin總效價分別為5641.57 IU/mL和5663.92 IU/mL。研究了乙醇溶液(pH2)和NaCl溶液分別對上述吸附完成的NKA-Ⅱ樹脂和D113樹脂

5、的解吸效果，當濃度為80%和5%、解吸時間為7 h和8 h、解吸劑用量為100 mL和90 mL時，解吸率分別為47%和45%。
　　動態(tài)循環(huán)下D113樹脂吸附發(fā)酵分離耦合生產Nisin試驗結果表明：循環(huán)裝置中發(fā)酵液循環(huán)情況良好，D113樹脂能進行發(fā)酵分離耦合生產Nisin。單因素試驗確定了樹脂裝填高度為7 cm、流速為200 mL/h、樹脂開始吸附時間為第5 h時，Nisin效價最高5889.50 IU/mL。響應面優(yōu)化了循環(huán)裝

6、置的各項參數：樹脂裝填高度為7.11 cm，流速為200.89 mL/h，樹脂開始吸附時間為5.01 h，最高效價為6333.57 IU/mL。通過該循環(huán)裝置實現了乳鏈球菌發(fā)酵和Nisin分離提取過程的耦合，解除了產物反饋抑制作用，是提高Nisin產率的一種好方法。通過掃描電鏡和高效液相檢測發(fā)酵液中的Nisin，電鏡掃描結果顯示發(fā)酵液中的Nisin和Nisin標準品有基本相同的外形結構；高效液相檢測結果說明發(fā)酵液中的Nisin和Nisi