小麥秸稈原料生物煉制制備乳鏈菌肽的研究.pdf

1、乳鏈菌肽（Nisin）是由乳酸鏈球菌或乳酸乳球菌發(fā)酵產(chǎn)生的一類陽離子疏水性的小分子多肽化合物，屬于微生物抗菌肽，具有無毒、不產(chǎn)生抗藥性等特點(diǎn)，被認(rèn)為是安全綠色的食品防腐劑。近年來乳鏈菌肽被認(rèn)為是非常具潛力的抗生素替代品，在醫(yī)藥行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。秸稈作為無限可再生的生物質(zhì)資源，來源廣泛、價(jià)格低廉，但對其不恰當(dāng)?shù)奶幚頃?huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。利用秸稈原料生物煉制乳鏈菌肽，為乳鏈菌肽的生產(chǎn)提供了一種新的原料，使秸稈資源得到有效利用，增加秸稈

2、原料生物煉制的產(chǎn)品。本文以小麥秸稈為原料，研究秸稈的預(yù)處理、酶解、秸稈水解液培養(yǎng)基組成以及分批發(fā)酵過程控制等環(huán)節(jié)的技術(shù)參數(shù)，主要研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　?。?）研究影響預(yù)處理的各因素，采用正交實(shí)驗(yàn)對堿預(yù)處理小麥秸稈的條件進(jìn)行優(yōu)化，并對其進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明，堿濃度和時(shí)間對預(yù)處理效果影響十分顯著，且小麥秸稈預(yù)處理最佳條件為：反應(yīng)溫度50℃，料液比1:40，堿濃度3.5％，反應(yīng)時(shí)間30h。在此條件下，還原糖得率為34.35%。通

3、過對預(yù)處理前后的小麥秸稈進(jìn)行掃描電鏡、X衍射以及紅外光譜分析，得出堿預(yù)處理小麥秸稈可以脫除秸稈中的絕大部分木質(zhì)素和少部分的半纖維素，并使纖維素發(fā)生潤脹，使致密的小麥秸稈表面出現(xiàn)一些裂縫和裂痕，從而使得纖維素酶與纖維素的接觸面積增加，促進(jìn)酶解反應(yīng)的進(jìn)行。
　?。?）研究影響復(fù)合酶酶解效果的各因素，使用Box-Behnken實(shí)驗(yàn)來優(yōu)化酶解條件，構(gòu)建響應(yīng)面模型。通過響應(yīng)面分析得出最優(yōu)酶解條件為：復(fù)合酶的添加量32.5mg/g，反應(yīng)時(shí)間2

4、3.87h，pH值4.57，溫度50.9℃，料液比1:28.6，在此條件下，還原糖得率為51.22%，水解液中還原糖含量為37g/L。成功構(gòu)建響應(yīng)面模型，且響應(yīng)面模型的準(zhǔn)確率達(dá)91.24%。
　?。?）對小麥秸稈水解液培養(yǎng)基的氮源、磷源以及營養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量進(jìn)行研究，采用正交實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明玉米漿的添加量對發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽有著顯著的影響，適于嗜熱乳鏈球菌6032發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽的水解液培養(yǎng)基組成為：酵母膏13g/L，磷

5、酸氫二鉀4.5g/L，乙酸鈉5g/L，檸檬酸氫二銨2g/L，硫酸鎂0.58g/L，硫酸錳0.24g/L，玉米漿32%，還原糖含量37g/L的小麥秸稈水解液。發(fā)酵所得乳鏈菌肽效價(jià)為5752IU/mL。
　?。?）研究影響發(fā)酵條件的各因素，采用Box-Behnken實(shí)驗(yàn)來優(yōu)化發(fā)酵條件，建立響應(yīng)面模型。對響應(yīng)面進(jìn)行分析得出發(fā)酵過程中發(fā)酵液的pH值對發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽有著十分顯著的影響，轉(zhuǎn)速對發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽的影響次之，溫度和初始pH值對發(fā)