冰核活性細菌x.ampelinats206的固定化技術(shù)及其在冷凍濃縮領域的應用研究

1、中文摘要中 文 摘 要本 研 究以 冰核 活 性 細菌X a n t h o m o n a s a m p e l i n a T S 2 0 6 為 實 驗 菌 種( 以 下 簡 稱2 0 6 ) ， 主要做了以下幾方面研究工作:( 1 )篩選出了 適合 2 0 6 進行大量生長和高水平表達冰核活性蛋白 的培養(yǎng)基，比較了一些物質(zhì)對冰核活性和生物量的 提高產(chǎn)生顯著影響程度， 發(fā) 現(xiàn)魚蛋白陳和乳糖的濃度對冰核活性的提高產(chǎn)生顯著影響程度

2、，玉米漿影響程度較小，生物量影響程度大小的順序依次為魚蛋白 陳> 乳糖> 甘油>玉米漿， 其較優(yōu)的 發(fā)酵溫度為1 8 0 C ， 發(fā)酵時間為4 8 h . ( 2 ) 采用共固定化和海藻酸鹽直接固定化兩種方法， 建立了2 0 6的包埋技術(shù)。結(jié)果表明包埋量對冰核活性有較大影響，利用海藻酸鹽固定化冰核活性較高，但滲漏量較大;利用共固定化冰核活性較低，但滲漏量很低. 兩種固定化方法的凝膠珠添加量與綜合評分相關不大;海藻酸鹽

3、固定化綜合評分與固化時間正 相關， 共固定化綜合評分與固化時間略呈負相關。 ( 3 ) 進行了 蘋果汁的冷凍濃縮實 驗， 發(fā)現(xiàn)通過添加固定化的 冰核活性細菌并進行攪拌可以 獲得較優(yōu)結(jié)果，另外 2 0 6 具有優(yōu)化溶質(zhì)在液相和冰相分配的性質(zhì)。關鍵詞: 冰核活性細菌 培養(yǎng)基優(yōu)化 固 定 化 海藻酸鹽 聚乙 烯醇 冷凍 濃 縮第一章 前言第 一 章 前 言一、該研究的背景( 一) 冰核活性細菌和冰核活性蛋白的研究I . 冰核活性細菌 簡介冰核

4、活性細菌 〔 i c e n u c l e a t i o n a c t i v e b a c t e r i a ，簡稱I N A細菌) 廠泛附生于植物表面〔 尤其是葉表面) ，它是一類在一 2 0 C - - - 5 ℃條件下催化誘發(fā)植物體內(nèi)水分產(chǎn)生冰核而引起霜 凍 的 細 菌。 1 9 7 4 年L . R . M a k i 等 D l 首 先 發(fā) 現(xiàn)P s e u d o m o n a s s y r i n

5、g a 。 門 一 香 假 單 胞 菌 ) 可在 過 冷 水 ( 低 于。 ℃ 時 仍 呈 液 態(tài) 的 水 ) 中 誘 導 催 化 形 成 冰 晶 ， 其 后S . E . L i n d o w [ 2 1 和H . K . K i m等 1 3 1 分別又 發(fā)現(xiàn)了E r w i n i a( 歐文氏 菌) 和X a n t h o m o n a s 〔 黃單胞菌) 兩屬中 的一 些 種也具有這種生冰核活性。 所有這些冰核細菌均是革

6、蘭氏陰性細菌， 并且是植物致病菌。正常情況下 ( 由于植物細胞水具有過冷卻作用) 植物即使在一 7 0 C - - 8 ℃的低溫下也不結(jié)冰，不會產(chǎn)生霜凍， 但當冰核活性細菌存在時， 它們作為最強的 異質(zhì)冰核因子， 造成冰晶的生長而使植物組織結(jié)構(gòu)遭到破壞， 提高了 過冷卻溫度， 進而引起對宿主植 物葉表r u ; 細胞的凍傷損害。I N A細菌的種類和數(shù)量受地理緯度、 氣候條件、 植物種類及不同 季節(jié)的影響和制約而有明顯差異。我國幅源遼闊

7、， 基本涵蓋冰核細菌的 種類。目 前在我國發(fā)現(xiàn)的冰 核 細 菌 共 有3 個 屬 和1 7 個 種 或 變 種 1 4 1 ， 其 中P . m a r g i n l i s , P s e u d o m o n a s s p ( 非 熒 光 菌 ) , Ps y r i n g a e p v s . , E . h e r b i c o l a p v s . , E . a m y l o ; o l a

8、 p v s . , X a n t h o m o n a s c a m p e s t r i s p v . c e r e a l i s 這六個種為國內(nèi) 外首次 記錄具 有冰核活性的 細菌 ， 而E . a n a n a s 菠 蘿歐 文氏 菌) 和P . s y r i n g a e為 我國 優(yōu)勢種類， 其中尸s y r r n g a e 具 有較高的 冰核活性 ， 并 且是華北 地區(qū) 霜凍 損害的 主要

9、致病冰核細菌。2 .冰核活性蛋白的分類和性質(zhì)1 9 8 1 年 Y a n k o f s k y l 3 l 等 將 冰 核 細 菌 產(chǎn) 生 的 冰 核 蛋 白 物 質(zhì) 分 為 三 種 類 型 : 一 型 冰 核( T y p e l ) ， 在 一 2 ℃以 下 有 冰核 活性， 這 種類 型的 冰 核 活 性 是 最 強 的 ; 二 型 冰 核 ( T y p e l l ) ,在 一 5 ℃以 下 有 冰核 活 性， 它的 冰

10、 核 活 性 要弱于 一型 冰 核; 三 型 冰 核 ( T y p e I I I ) ， 在 一 7 ℃ 以下 有活性， 冰核活性是 最弱的。1 9 9 0 年T u r n e 嚴 I 更 精確的 劃分了 三 種冰核的 活 性 溫度范圍， 分別 是 一 4 . 4 ℃以 上; - 4 . 8 ' C - - 5 . 7 ℃ 和 一 7 . 6 ℃以 下。 在國 外的 研究中 1 1 2 1 還采 用了 兩 個重要的參數(shù)來