Surfactin工業(yè)分離純化工藝及其對(duì)肉品的防腐保鮮效果.pdf_第1頁(yè)
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1、Surfactin是芽孢桿菌脂肽中的典型代表,具有極強(qiáng)的表面活性和較強(qiáng)的生物活性,如抗菌、抗病毒、抗支原體、抗腫瘤和溶解血細(xì)胞的能力,在醫(yī)藥、食品加工和保藏、農(nóng)業(yè)生防和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。由于Surfactin生產(chǎn)菌株性能較低、后期分離純化成本過(guò)高使得Surfactin價(jià)格昂貴,目前市場(chǎng)上Surfactin相關(guān)產(chǎn)品很少。
  為了降低Surfactin分離純化成本,本研究基于工業(yè)分離純化的思路,開(kāi)發(fā)了一條能用于大規(guī)模

2、生產(chǎn)的分離純化工藝,并將該工藝獲得的高純度Surfactin應(yīng)用于肉品的防腐保鮮研究中,得出了以下結(jié)論:
  1.對(duì)Surfactin發(fā)酵液進(jìn)行了絮凝預(yù)處理研究。先往發(fā)酵液中添加乙醇至終濃度為30%,再向混合液中分別添加CaCl2和Na2HPO4至終濃度均為0.5%,調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH為5.0,絮凝30min后抽濾收集濾餅。將該濾餅充分溶解于30%乙醇溶液中,過(guò)濾、收集濾餅,再重復(fù)以上清洗過(guò)程2遍,收集最后濾餅。將濾餅用50%乙醇溶液

3、清洗、過(guò)濾,收集濾液,將濾餅再用50%乙醇溶液重復(fù)清洗2遍,收集每次濾過(guò)液。將合并后的濾過(guò)液進(jìn)行真空干燥,得到的固體樣品中Surfactin純度為79.5%,整個(gè)絮凝預(yù)處理過(guò)程的Surfactin回收率為91.9%。
  2.采用離子交換法對(duì)經(jīng)預(yù)處理得到的Surfactin樣品進(jìn)行了純化,并采用酸沉脫鹽的手段對(duì)Surfactin進(jìn)行了精制。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)篩選出D213陰離子交換樹(shù)脂對(duì)Surfactin交換能力最大,為497.5mg/g樹(shù)

4、脂,該樹(shù)脂吸附Surfactin的最適pH為7.0,最佳解吸劑為0.7MNaCl。吸附等溫實(shí)驗(yàn)得出D213樹(shù)脂吸附Surfactin過(guò)程符合Langmuir吸附等溫方程,屬于熵推動(dòng)的吸熱反應(yīng)(△H>0、△S>0),且該過(guò)程能自發(fā)進(jìn)行(△G<0)。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明該樹(shù)脂吸附Surfactin的過(guò)程受顆粒擴(kuò)散控制,顆粒擴(kuò)散的表觀活化能Ea=12.99kJ/mol。動(dòng)態(tài)柱實(shí)驗(yàn)顯示,上樣濃度和上樣流速分別為4832mg/L和2.0mL/min時(shí)能

5、獲得較大的動(dòng)態(tài)樹(shù)脂利用率,0.7MNaCl洗脫樹(shù)脂能獲得回收率為93.1%的含鹽Surfactin溶液。最終采用酸沉脫鹽的手段對(duì)Surfactin進(jìn)行了精制,將Surfactin洗脫液用4.0M的HCl調(diào)節(jié)pH為2.0,離心收集沉淀再將沉淀采用與洗脫液等體積去離子水溶解,繼續(xù)調(diào)節(jié)pH至2.0離心收集沉淀,最終將沉淀用去離子水溶解就可得到純度為95.9%的Surfactin產(chǎn)品,整個(gè)離子交換結(jié)合脫鹽精制過(guò)程的Surfactin回收率為88

6、.1%。
  3.對(duì)采用預(yù)處理、離子交換純化和脫鹽精制獲得的高純度Surfactin應(yīng)用于肉品的防腐保鮮效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,Surfactin添加量為471.56mg/kg肉、943.12mg/kg肉和1886.24mg/kg肉時(shí)均對(duì)肉丸在4℃儲(chǔ)藏過(guò)程有一定保鮮效果。與對(duì)照組相比,三種添加量的Surfactin能明顯減緩肉丸中乳酸菌和假單胞菌屬的生長(zhǎng)繁殖,且效果均優(yōu)于Nisin組。三種添加量的Surfactin能延長(zhǎng)肉丸儲(chǔ)藏

7、期間菌落總數(shù)至第9天不超標(biāo),而對(duì)照組在第3天菌落總數(shù)就已經(jīng)超標(biāo)。另外,Surfactin處理組均能控制肉丸儲(chǔ)藏過(guò)程中TVB-N的上升,第9天時(shí)最大添加量Surfactin組其TVB-N值仍小于20mgN/100g肉,維持鮮肉水平,而對(duì)照組在第6天就已經(jīng)超標(biāo)。三種添加量的Surfactin同樣對(duì)肉丸儲(chǔ)藏過(guò)程的脂肪氧化(TBARS值)、pH和色度起到一定的保鮮效果。在儲(chǔ)藏的第9天,最大添加量的Surfactin組TBARS值遠(yuǎn)低于對(duì)照組和N

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