纳他霉素提取条件及测定方法的研究

论文摘要

纳他霉素（Natamycin）为多烯烃大环内酯类抗真菌抗生素。它能够专性的抑制酵母菌和霉菌,是一种高效、广谱的抗真菌抗生素,因此被广泛应用于食品防腐和真菌引起的疾病的治疗。本文围绕如何提高褐黄孢链霉菌S-71的纳他霉素发酵、提取产量进行了研究,获得结果如下:首先建立了紫外分光光度法和高效液相色谱法来检测发酵液中的纳他霉素含量。采用紫外分光光度法,将样品用甲醇提取过滤后,稀释到适当浓度,在303 nm处测定吸光值。采用HPLC法,将样品用甲醇萃取后,进行检测,检测条件为:色谱柱为迪马公司C18（5μm,250×4.6 mm）,流动相为甲醇-水（60/40,体积比）,流速为1 mL/min,柱温25℃,紫外检测波长为303 nm;前者简单快速,但有时会受到一些情况的干扰,不能精确定量;后者定量准确,精确度高,但耗时较长。对摇瓶发酵工艺参数进行了优化,考察了初始pH、溶氧、接种量对发酵的影响,最终确定发酵温度为28℃,装液量为300 mL三角瓶装液45 mL,接种量为6%,转速为200 r/min,初始pH 7.5。采用甲醇萃取法提取发酵液中的纳他霉素,并运用响应面法优化了萃取条件。结果表明,萃取pH,搅拌速度和萃取液料比三个因素对纳他霉素的得率都有显著性影响（P<0.05）,pH和萃取液料比的交互作用极显著（P=0.0103）,但pH和搅拌速度、搅拌速度和液料比的交互作用不显著;优化的最佳工艺条件为:萃取pH为10,搅拌速度420 r/min,液料比5:1,此时得率为81.02%。最终纳他霉素产量达到3.34 g/L,与优化前的产量2.54 g/L相比提高了31.5%。经结晶纯化后纳他霉素得率为77.0%,纯度为88.3%,效价≥8.52×103 IU/mg。进行了10 L自动发酵罐的分批发酵试验,初始葡萄糖浓度:40g/L,添加0.2%磷酸镁,发酵48 h时添加0.2%丙酸钠;装液量:6 L/10 L;接种量:以10%的接种量接种于10 L罐内;培养温度:28℃;消泡剂:泡敌;通气量:2 L/min;转速:200 r/min;发酵周期:96 h。纳他霉素产量为3.78 g/L,与摇瓶发酵的纳他霉素产量3.34 g/L相比提高了13.2%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 纳他霉素的化学结构和理化性质
• 1.2 纳他霉素的特点
• 1.3 纳他霉素的抑菌性质
• 1.4 纳他霉素的安全性与毒性
• 1.5 纳他霉素的应用
• 1.5.1 纳他霉素在食品中的应用
• 1.5.2 纳他霉素在医药工业中的应用
• 1.6 纳他霉素的生产概况
• 1.6.1 纳他霉素生产菌特征
• 1.6.2 国内外发酵法生产纳他霉素的概况
• 1.6.3 纳他霉素分离提取的研究概况
• 1.7 纳他霉素的检测方法
• 1.7.1 生物检测法
• 1.7.2 紫外分光光度法
• 1.7.3 高效液相色谱（HPLC）法
• 1.8 本论文的研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器设备
• 2.1.4 培养基
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 培养方法
• 2.2.2 分析测定方法
• 2.2.3 种子质量及发酵条件的研究
• 2.2.4 纳他霉素的提取及纯化
• 2.2.5 10 L 自动罐分批发酵
• 3 结果与分析
• 3.1 紫外光光度法和HPLC 法测定发酵液中的纳他霉素含量
• 3.1.1 紫外分光光度法测定发酵液中的纳他霉素含量
• 3.1.2 HPLC 法测定发酵液中的纳他霉素含量
• 3.2 管碟法测定纳他霉素效价
• 3.2.1 抑菌圈的形成及推导公式
• 3.2.2 纳他霉素效价的测定
• 3.3 种子质量及发酵条件对纳他霉素产量的影响
• 3.3.1 最适种龄的确定
• 3.3.2 发酵时间的确定
• 3.3.3 发酵条件的确定
• 3.4 纳他霉素提取条件的确定
• 3.4.1 萃取温度的确定
• 3.4.2 最适pH 的确定
• 3.4.3 提取剂添加比例的确定
• 3.4.4 搅拌速度的确定
• 3.4.5 响应面法优化纳他霉素提取条件的研究
• 3.4.6 纳他霉素的纯化
• 3.5 优化条件下的10 L 自动罐分批发酵试验
• 4 讨论
• 4.1 紫外光光度法和HPLC 法测定发酵液中的纳他霉素含量
• 4.1.1 紫外分光光度法测定发酵液中的纳他霉素含量
• 4.1.2 HPLC 法测定发酵液中的纳他霉素含量
• 4.1.3 管碟法测定纳他霉素效价
• 4.2 种子质量及发酵条件控制的研究
• 4.3 纳他霉素提取条件的确定
• 4.4 10 L 自动罐分批发酵试验
• 5 结论
• 参考文献
• 在校期间发表学术论文
• 作者简介
• 致谢