樹脂吸附發(fā)酵分離耦合生產(chǎn)乳鏈菌肽的研究.pdf

1、乳鏈菌肽（Nisin）是乳鏈球菌（Streptococcus lactis）產(chǎn)生的初級(jí)代謝產(chǎn)物，能夠抑制G+菌的生長(zhǎng)，作為天然食品防腐劑，廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。
　　本文采用嗜熱乳鏈球菌（lactococcus lactis）6032，進(jìn)行樹脂吸附發(fā)酵分離耦合生產(chǎn)Nisin，來解除Nisin的反饋抑制作用，提高其產(chǎn)率。研究結(jié)果如下：
　　對(duì)比乳鏈球菌生長(zhǎng)曲線及Nisin產(chǎn)生曲線，表明乳鏈球菌的生長(zhǎng)和Nisin的產(chǎn)生是同步的。單

2、因素試驗(yàn)確定了溫度29℃、接種量5％、玉米漿添加量27%，此時(shí)Nisin效價(jià)最高為4955.45 IU/mL。響應(yīng)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(jià)最高可達(dá)4991.64 IU/mL。
　　大孔吸附樹脂D101、NKA-Ⅱ及離子交換樹脂D113、D151對(duì)發(fā)酵液中Nisin進(jìn)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(shí)間5 h、發(fā)酵液pH4和pH5、轉(zhuǎn)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(duì)上述吸附完成的NKA-Ⅱ樹脂和D113樹脂的解吸效果，當(dāng)濃度為80%和5%、體積為70 mL和80mL、解析時(shí)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(chǎn)Nisin試驗(yàn)表明：兩種樹脂對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)沒有不利影響。兩種樹脂進(jìn)行乳鏈球菌發(fā)酵分離耦合生產(chǎn)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(shí)間第6 h和第5.5 h、轉(zhuǎn)速80 r/min，發(fā)酵液中的Nisin總效價(jià)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(duì)上述吸附完成的NKA-Ⅱ樹脂和D113樹脂

5、的解吸效果，當(dāng)濃度為80%和5%、解吸時(shí)間為7 h和8 h、解吸劑用量為100 mL和90 mL時(shí)，解吸率分別為47%和45%。
　　動(dòng)態(tài)循環(huán)下D113樹脂吸附發(fā)酵分離耦合生產(chǎn)Nisin試驗(yàn)結(jié)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(jìn)行發(fā)酵分離耦合生產(chǎn)Nisin。單因素試驗(yàn)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(shí)間為第5 h時(shí)，Nisin效價(jià)最高5889.50 IU/mL。響應(yīng)面優(yōu)化了循環(huán)裝

6、置的各項(xiàng)參數(shù)：樹脂裝填高度為7.11 cm，流速為200.89 mL/h，樹脂開始吸附時(shí)間為5.01 h，最高效價(jià)為6333.57 IU/mL。通過該循環(huán)裝置實(shí)現(xiàn)了乳鏈球菌發(fā)酵和Nisin分離提取過程的耦合，解除了產(chǎn)物反饋抑制作用，是提高Nisin產(chǎn)率的一種好方法。通過掃描電鏡和高效液相檢測(cè)發(fā)酵液中的Nisin，電鏡掃描結(jié)果顯示發(fā)酵液中的Nisin和Nisin標(biāo)準(zhǔn)品有基本相同的外形結(jié)構(gòu)；高效液相檢測(cè)結(jié)果說明發(fā)酵液中的Nisin和Nisi