微生物發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)乳鏈菌肽的工藝研究.pdf

1、乳鏈菌肽是一種天然食品防腐劑，通過乳酸鏈球菌發(fā)酵獲得。它能夠有效抑制許多引起食品腐敗變質(zhì)的革蘭氏陽性細菌及病原菌的繁殖。是目前國際上唯一允許商業(yè)化生產(chǎn)的天然食品防腐劑。本論文針對乳鏈菌肽發(fā)酵體系的特點提出了乳鏈菌肽測定方法的改進，發(fā)酵培養(yǎng)基的改進，發(fā)酵條件的優(yōu)化，工業(yè)品對試劑培養(yǎng)基的替換，發(fā)酵液分離提取工藝流程等研究內(nèi)容。為乳鏈菌肽順利應用于工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導。 1.乳鏈菌肽的測定方法研究了二劑量法測定乳鏈菌肽的活性以及二劑

2、量法的主要影響因素，并通過C++程序計算效價。二劑量法降低了檢測平板制備的難度，避免了采用標準曲線法造成的人為誤差。對同一樣品采用兩種方法進行檢測，標準曲線法所產(chǎn)生的誤差是二劑量法的5倍。計算機程序的引入簡化了數(shù)據(jù)處理的難度，尤其適合工業(yè)生產(chǎn)中大批數(shù)據(jù)的處理。 2.發(fā)酵培養(yǎng)基的改進本論文應用的乳酸鏈球菌發(fā)酵培養(yǎng)基為(g/100ml)：蔗糖4，酵母提取物1，蛋白胨0.5，玉米漿5，磷酸二氫鉀2，硫酸鎂0.02，氯化鈉0.2。應用此

3、培養(yǎng)基配方發(fā)酵生產(chǎn)乳鏈菌肽，發(fā)酵液效價可穩(wěn)定在6000～7000IU/ml。此培養(yǎng)基最大程度的利用了碳源，相對降低了氮源的用量，減少了發(fā)酵液的富氮現(xiàn)象，通過正交實驗確定了氮源的最佳配比，使營養(yǎng)物被充分利用，同時縮短了發(fā)酵時間。氮源的價格遠遠高于碳源的價格，因此生產(chǎn)成本也相應降低，使得工業(yè)化生產(chǎn)乳鏈菌肽成為可能。 3.發(fā)酵條件的優(yōu)化發(fā)酵過程中流加5mol/L的NaOH溶液將發(fā)酵液pH控制在6.20～6.25范圍內(nèi)，可獲得發(fā)酵液效價

4、最高。綜合效價和菌體生長量的因素，選擇發(fā)酵初始pH7.8、發(fā)酵溫度30℃、接種量5％～6％等發(fā)酵條件最有利于乳鏈菌肽的代謝。利用數(shù)學模型判斷發(fā)酵終點有效的避免了乳鏈菌肽活性的損失，從而獲得發(fā)酵的最大收益。 4.發(fā)酵培養(yǎng)基的替換通過對試劑和工業(yè)品單因素及交互因素的分析得到工業(yè)品用料合適質(zhì)量濃度(g/100ml)：蔗源4，蛋白胨1，酵母提取物1，玉米漿的5，K2HPO42，MgSO4·7H2O0.02，NaCl0.2。應用此工業(yè)培養(yǎng)

5、基進行乳鏈菌肽發(fā)酵，終點效價可穩(wěn)定在6000IU/ml。相對試劑培養(yǎng)基，發(fā)酵液效價下降約10％，但成本僅為試劑培養(yǎng)基的61％。 5.乳鏈菌肽的分離提取工藝發(fā)酵液在下罐后3h內(nèi)必須轉(zhuǎn)移到預處理罐中。預處理操作條件為：pH為2.5，90℃加熱20min。膜初步分離的操作壓力為0.10MPa(表)，乳鏈菌肽膜分離的收率為67％。單因素實驗確定鹽析的操作條件：pH為3.5，硫酸銨質(zhì)量濃度為25g/100ml，鹽析時間1.0h。在此操作條