学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Nisin高产菌株的选育及其发酵条件的优化

作　者: 李海娜
导　师: 郭学平；臧恒昌
学　校: 山东大学
专　业: 制药工程学
关键词: Nisin 诱变选育发酵条件分批补料发酵下游提取
分类号: TS202.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 100次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

Nisin是一种由微生物代谢产生的天然抗菌肽,由34个氨基酸组成,能有效地抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性菌及其芽孢的生长,是世界卫生组织和联合国粮农组织批准使用的食品防腐剂,目前已在50多个国家和地区广泛使用。Nisin对蛋白酶特别敏感,在消化道中能很快被α-胰凝乳蛋白酶所降解,对人体安全无毒。同时作为食品防腐剂应用的四十多年来,Nisin没有诱发大范围的抗性,这使得其生物合成受到广泛关注。1953年,Nisin由英国的Aplin&Barrett公司最早实现工业化生产。经过五十多年的发展,有报道称英国Nisin生产水平已达到8000 IU/mL。我国在此领域相对比较落后,国内报道的Nisin生产菌株效价一般在4000IU/mL左右,与国外报道有很大的差距。目前,对Nisin的研究大多集中在培养基优化和发酵条件优化两个方面,Nisin生产菌株的效价较低是限制其在国内广泛应用的主要原因。本研究以乳酸链球菌ATCC11454为出发菌株,经紫外线、微波、亚硝酸钠及亚硝基胍复合诱变处理,并采用Nisin作为抗性筛选剂,结合双层琼脂扩散法,最终选育出一株Nisin高产菌株,将其命名为乳酸链球菌E-15。该菌株Nisin效价达到6200IU/mL,较原始菌株提高了5倍。传代试验证明菌株的遗传特性稳定。对菌株的摇瓶发酵条件进行研究,确定了Nisin最佳的发酵培养基组成及培养条件。得到的Nisin最优培养基配方为：蛋白胨20gL,酪蛋白胨15gL,水解乳蛋白15gL,蔗糖30 g/L, MgSO4·7H2O 0.2 g/L, KH2PO410 g/L, NaCl 2 g/L,吐温-801mL/L, pH值为6.8,121℃灭菌20min。考察了接种量、发酵时间对乳链菌肽发酵的影响。最优培养条件为：接种量为5%,发酵时间为28 h。利用10 L自动控制发酵罐进行乳酸链球菌E-15的放大试验,进行了pH反馈控制的厌氧补料发酵。利用pH反馈控制的原理,将蔗糖与氢氧化钠的混合溶液以一定的速度补加到发酵罐中,维持pH值在6.5左右,控制发酵罐内的蔗糖含量稳定的维持在10～15gL,发酵28 h Nisin的效价达到9600 IU/mL。对Nisin的提取工艺进行了研究,确定了使用板框过滤机对发酵液进行过滤,除菌后发酵液采用孔径为3000 Da的超滤膜超滤得到浓缩液,喷雾干燥得到成品,回收率高达96.1%。

全文目录

目录  4-8
CATALOGUE  8-12
摘要  12-14
ABSTRACT  14-16
符号说明  16-17
第一章绪论  17-31
  1 Nisin的性质  18-20
    1.1 理化性质  18-19
    1.2 酶解性质  19
    1.3 抑菌性  19-20
    1.4 安全性  20
  2 Nisin的发酵生产  20-25
    2.1 Nisin菌株的筛选  20
    2.2 Nisin高产菌株的选育  20-21
    2.3 Nisin发酵条件的研究  21-25
  3 Nisin的应用  25-28
    3.1 Nisin在食品工业的应用  26
    3.2 Nisin在农业的应用  26-27
    3.3 Nisin在医药行业的应用  27-28
  4 Nisin的研究前景  28
  5 本论文的研究背景和研究内容  28-31
第二章复合诱变选育Nisin高产菌株  31-47
  1 材料  32-33
    1.1 供试菌株  32
    1.2 主要仪器  32
    1.3 试剂  32
    1.4 培养基  32-33
    1.5 所需溶液的配制  33
  2 实验方法  33-37
    2.1 实验基本步骤  33
    2.2 出发菌株生长曲线的测定  33-34
    2.3 Nisin效价标准曲线的绘制  34
    2.4 Nisin效价的测定  34
    2.5 原始菌株ATCC11454发酵效价及Nisin抗性的测定  34
    2.6 紫外诱变  34-35
    2.7 微波诱变  35
    2.8 亚硝酸钠诱变  35-36
    2.9 亚硝基胍诱变  36
    2.10 诱变抗性平板中Nisin浓度的确定  36
    2.11 高产菌株的筛选  36-37
    2.12 菌株遗传稳定性实验  37
  3 结果与讨论  37-46
    3.1 原始菌株ATCC11454生长曲线的测定  37
    3.2 Nisin效价标准曲线的绘制  37-38
    3.3 原始菌株效价及Nisin抗性的测定  38-39
    3.4 抗性平板中Nisin浓度确定结果  39
    3.5 紫外诱变致死率的测定  39-40
    3.6 紫外诱变选育的结果  40
    3.7 菌株UV-8生长曲线测定结果  40-41
    3.8 微波诱变中降温时间的测定结果  41
    3.9 微波诱变致死率的测定  41
    3.10 微波诱变选育的结果  41-42
    3.11 MW-109生长曲线的测定结果  42
    3.12 亚硝酸钠诱变致死率的测定  42-43
    3.13 亚硝酸钠诱变选育的结果  43
    3.14 NA-123生长曲线的测定结果  43-44
    3.15 亚硝基胍诱变致死率的测定  44-45
    3.16 亚硝基胍诱变选育的结果  45
    3.17 菌种稳定性实验结果  45
    3.18 原始菌株ATCC11454与高产菌株E-15比较  45-46
  4 本章小结  46-47
第三章 Nisin高产菌株发酵条件的优化  47-67
  1 材料  47-48
    1.1 菌株  47
    1.2 主要仪器  47-48
    1.3 试剂  48
    1.4 培养基  48
  2 实验方法  48-53
    2.1 发酵液残糖的计算  48-49
    2.2 单因素实验优化Nisin发酵培养基  49-50
    2.3 Nisin发酵条件的优化  50-51
    2.4 Nisin发酵罐中发酵工艺的研究  51-53
  3 结果与讨论  53-66
    3.1 单因素实验优化Nisin发酵培养基  53-60
    3.2 单因素实验优化Nisin发酵条件  60-62
    3.3 Nisin发酵罐中发酵工艺的研究  62-66
  4 本章小结  66-67
第四章 Nisin下游提取工艺的研究  67-75
  1 材料  67-68
    1.1 菌株  67
    1.2 主要仪器  67
    1.3 试剂  67-68
  2 实验方法  68-70
    2.1 发酵液的预处理  68
    2.2 细胞吸附法  68-69
    2.3 盐析法  69
    2.4 超滤法提取Nisin  69-70
    2.5 α-胰凝乳蛋白酶的水解实验  70
  3 结果与讨论  70-74
    3.1 pH对Nisin吸附的影响  70-71
    3.2 细胞吸附法提取Nisin  71
    3.3 盐析法提取Nisin  71-73
    3.4 正交实验最佳条件的验证  73
    3.5 超滤法提取Nisin  73
    3.6 α-胰凝乳蛋白酶的水解实验  73-74
  4 本章小结  74-75
第五章总结与展望  75-77
  1 本实验的主要研究成果  75-76
  2 后续研究展望  76-77
附图  77-79
参考文献  79-85
致谢  85-87
攻读硕士期间发表学术论文  87-88
学位论文评阅及答辩情况表  88

Nisin高产菌株的选育及其发酵条件的优化

内容摘要

全文目录

相似论文