侧孢短芽孢杆菌产抗菌肽发酵条件的优化以及抑菌性质的初步研究

论文摘要

随着人们生活水平的提高,和对于食品的安全的日益重视,研究开发新型天然抗菌物质成为当前普遍关注的热点。由生物体产生的能够对病原菌起到杀死效果的抗菌肽便是一种天然抗菌物质,并且在食品、医药、畜牧等行业具有广阔的应用前景。本文对抗菌肽的研究主要包括以下几个方面。首先通过摇瓶发酵进行单因素优化试验,在培养基中添加不同的碳源对碳源进行优化,筛选出了葡萄糖效果为最好,同样利用相同的方法对氮源和无机盐也进行了优化,筛选出的氮源和无机盐分别为:玉米浆、氯化锌、氯化钙和氯化锰。确定培养基各成分以及用量范围之后,通过Plackett-Burman（PB）试验进行显著性因素筛选试验,筛选出了显著性的影响因素为葡萄糖、氯化锌和氯化钙。然后通过PB试验对影响显著的培养基成分进行试验确定中心点,然后再通过RSM试验设计进行优化,确定各成分的用量分别为葡萄糖15 g/L、氯化钙1.38 g/L、氯化锌8.16 mg/L。通过摇瓶单因素试验对发酵条件:pH、温度、接种量、转速和装液量进行了优化,确定培养条件:pH 7.0、温度32℃、接种量3%、转速240 r/min。以摇瓶试验优化的结果为基础,在5L发酵罐上继续进行放大优化试验,通过控制溶氧、转速、接种量和温度对发酵进行优化,最终确定了5L发酵罐上发酵条件为:温度32℃、通气量6 L/min、接种量5%、转速300 r/min。本试验通过在摇瓶上进行发酵试验对培养基和培养条件以及在发酵罐上对发酵条件进行了优化,使发酵单位由340 AU/mL提高到了1043 AU/mL,发酵周期缩短到了13-15 h,并且改用玉米浆替代酵母膏、蛋白胨作为发酵培养基的氮源,使成本降低,对生产实践有着非常重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 抗菌肽
• 1.1.1 抗菌肽的发现及定义
• 1.1.2 抗菌肽的种类和特点
• 1.1.3 微生物来源的抗菌肽
• 1.2 抗菌肽的应用以及存在的问题
• 1.2.1 医药领域
• 1.2.2 农业和畜牧业领域
• 1.2.3 食品和化妆品领域的应用
• 1.2.4 存在的问题
• 1.3 抗菌肽的检测方法
• 1.3.1 抗菌肽的定性检测方法
• 1.3.2 定量检测方法
• 1.4 抗菌肽的发酵生产
• 1.4.1 培养基对抗菌肽合成的影响
• 1.4.2 培养条件对抗菌肽合成的影响
• 1.5 抗菌肽的优化
• 1.5.1 单因素
• 1.5.2 正交实验
• 1.5.3 响应面设计
• 1.6 本课题研究的主要内容、目的和意义
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究目的和意义
• 第2章 侧孢短芽孢杆菌产抑菌物质发酵条件的优化
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 抑菌活性的测定
• 2.1.3 效价标准曲线的确定
• 2.1.4 生长曲线的测定
• 2.1.5 摇瓶发酵培养基成分的优化
• 2.1.6 摇瓶发酵条件的优化
• 2.1.7 PB 组合试验以及RSM 试验设计
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 效价曲线的测定
• 2.2.2 生长曲线的确定
• 2.2.3 摇瓶发酵培养基成分的优化
• 2.2.4 摇瓶发酵条件的优化
• 2.2.5 培养基的PB 组合试验
• 2.2.6 最陡爬坡试验
• 2.2.7 RSM 试验方法优化培养基的结果分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 发酵罐发酵工艺技术优化
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 发酵罐放大实验
• 3.2.2 发酵罐的温度控制试验
• 3.2.3 接种量的控制
• 3.2.4 转速的影响
• 3.2.5 通气量的控制
• 3.2.6 最佳组合的试验
• 3.2.7 重复性试验
• 3.3 本章小结
• 第4章 发酵液抗菌特性的研究
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 培养基
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 抗菌肽对热的稳定性试验
• 4.2.2 抗菌肽对酸碱稳定性试验
• 4.2.3 抗菌肽对超声稳定性试验
• 4.2.4 抗菌肽对紫外稳定性试验
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 抗菌肽对热的稳定性试验
• 4.3.2 抗菌肽对酸碱稳定性试验
• 4.3.3 抗菌肽对超声稳定性试验
• 4.3.4 抗菌肽对紫外稳定性试验
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 作者简历