馬鈴薯發(fā)酵制備乳鏈菌肽的研究.pdf

1、乳鏈菌肽（Nisin）作為抗菌肽，是由乳酸球菌屬微生物代謝過(guò)程中合成和分泌的一類小分子肽，它能夠有效抑制大部分革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌以及芽孢桿菌的繁殖，特別是對(duì)金黃色葡萄球菌、溶血鏈球菌有明顯的抑制作用。由于乳鏈菌肽安全、無(wú)毒、有效抗菌作用明顯，在食品中獲得廣泛應(yīng)用。在醫(yī)藥工業(yè)中，有望作為抗生素的替代品而應(yīng)用于疾病的治療中。馬鈴薯淀粉作為生物質(zhì)資源，將其有效利用，則可生產(chǎn)多種生物煉制產(chǎn)品。以馬鈴薯為原料，乳酸細(xì)菌6032（Lactic Acid

2、 Bacteria6032）為發(fā)酵菌株進(jìn)行Nisin發(fā)酵的研究，不僅可以延長(zhǎng)馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)鏈，還可以增加生物煉制產(chǎn)品的種類。本課題的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　?。?）對(duì)馬鈴薯加工過(guò)程中褐變抑制劑進(jìn)行了研究，確定了最佳抑制劑組合。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)獲得不同褐變抑制劑的作用范圍，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明：0.40％的檸檬酸、0.15%的L-半胱氨酸、0.30%的 D-異抗壞血酸、0.80%的NaCl，能有效的防止馬鈴薯

3、加工過(guò)程中褐變的發(fā)生，在此條件下，褐變度為0.221。
　　（2）研究馬鈴薯汁液化的各種因素，采用正交法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，得到馬鈴薯汁液化的最優(yōu)工藝條件：α-淀粉酶為0.90%，pH為6.00，溫度為60.00℃，時(shí)間2.00h，DE值為14.661。同時(shí)研究了CaCl2對(duì)α-淀粉酶穩(wěn)定性的影響，獲得最佳添加量為0.15%時(shí)，α-淀粉酶的穩(wěn)定性最好。
　?。?）通過(guò)XRD，SEM對(duì)原淀粉、酶解后的淀粉及其殘?jiān)w粒進(jìn)行表征，實(shí)驗(yàn)表

4、明在酶解的過(guò)程中淀粉的晶型、顆粒已經(jīng)被破壞，不僅淀粉顆粒表面的被酶所作用腐蝕，內(nèi)部也被酶所腐蝕形成孔洞，同時(shí)表明淀粉已經(jīng)被降解為小分子物質(zhì)。
　?。?）馬鈴薯可作為原料用于發(fā)酵生產(chǎn)Nisin。通過(guò)對(duì)比研究，表明馬鈴薯汁水解液比馬鈴薯淀粉水解液發(fā)酵生產(chǎn)Nisin的效價(jià)要高。單因素實(shí)驗(yàn)確定在馬鈴薯汁水解液中添加合適營(yíng)養(yǎng)物的組成和濃度，并根據(jù)Box-Behnke n中心組合設(shè)計(jì)原理，采用響應(yīng)面優(yōu)化得出馬鈴薯汁水解液中最優(yōu)營(yíng)養(yǎng)物組合：硫酸

5、銨10.40g/L，磷酸氫二鉀5.00g/L，玉米漿10.70%，在此條件下Nisin效價(jià)為4421.00IU/mL，OD600為0.6007。對(duì)發(fā)酵初始pH對(duì)Nisin效價(jià)的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明間隔時(shí)間為6.00h調(diào)節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基的pH至初始pH，Nisin效價(jià)提高到4635.00IU/mL。
　?。?）馬鈴薯淀粉可以同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)Nisin。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定影響Nisin發(fā)酵各種因素的范圍，在此基礎(chǔ)上，采用Design-Expe

6、rt8.0軟件中Box-Behnke n中心組合設(shè)計(jì)原理，利用響應(yīng)面分析優(yōu)化馬鈴薯汁同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)Nisin的最優(yōu)工藝條件：接種量8.20%，初始pH7.40，發(fā)酵溫度31.80℃，Nisin的效價(jià)為4093.00IU/mL，OD600為0.5699。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)值與理論預(yù)測(cè)值擬合良好，這表明得到的優(yōu)化條件是可行與合理的。
　?。?）對(duì)發(fā)酵菌株進(jìn)行分子生物學(xué)鑒定中16S rDNA后，最終確定發(fā)酵菌種為腸球菌屬（Enteroco