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Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4抗菌脂肽固态发酵工艺的研究

作　者: 朱筱玉
导　师: 陆兆新
学　校: 南京农业大学
专　业: 食品工程
关键词: 抗菌脂肽 三角瓶固态发酵 曲盘固态发酵
分类号: TQ936.16
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


抗菌肽(Antimicrobial Peptides)是生物体内经诱导产生的生物界中广泛存在的一类生物活性小肽,是两性分子,常带正电荷。根据来源不同,可分为动物体来源、植物体来源和微生物来源。抗菌脂肽是芽孢杆菌属产生的微生物来源的抗菌肽,具有抗细菌、真菌、病毒和支原体的功能,在抗菌的同时又不破坏动物体内的正常细胞,对人体安全,在生物医药方面具有重要的应用价值。此外,脂肽作为一种生物表面活性剂在石油工业、食品、化妆品和农业上有着广泛的应用价值。由于目前抗菌脂肽的液态发酵生产存在着产量低、成本高等缺陷,已成为了工业化生产抗菌脂肽的瓶颈。鉴于此,本文着重研究了抗菌脂肽的固态发酵工艺条件,为抗菌脂肽的工业化生产提供理论依据。主要研究结果分述如下：1.对Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4产抗茵脂肽的三角瓶固态发酵条件进行了研究。采用单因素试验,分别筛选出麸皮、豆粕粉、装料量、初始料水比、接种量为影响其抗菌脂肽产量的关键因子。结果表明：运用麸皮与豆粕作为固态培养基质(麸皮70%,豆粕30%),250m1摇瓶的固体基质装载量为12.5 g,无机盐溶液添加量为10%,初始料水比1：1,初始pH值7.0,接种量为10%,培养温度32℃,发酵时间72h,较适合Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4产抗菌脂肽。2.以三角瓶发酵培养基及发酵条件为基础,对Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4曲盘发酵工艺条件进行了研究。采用单因素试验初步确定影响淀粉液化芽孢杆菌ES-2-4曲盘发酵产抗菌脂肽的各单因子的较优水平,在此基础上,利用正交试验和Central Composite Design响应曲面法分别对影响菌株发酵产脂肽的培养基组成和培养条件进行进一步的研究,最优的发酵条件为：在75%的基础培养基基础上添加25%麸皮与豆粕(w：w=3：1)的培养基作为固态碳氮源,添加蔗糖10g/l(g,硫酸铵10g/kg作为液态碳氮源,无机盐溶液添加量为10%,料水比5：6,接种量为7.1%,料层高度为2 cm,空气湿度为76.3,培养温度为33℃、发酵时间为48 h。在此条件下脂肽产量达到6.98g/kg。3.对固态发酵后抗菌脂肽的提取工艺条件进行研究。结果表明,最佳提取工艺为每1kg固态培养基用6L工业酒精浸泡,然后用冷冻浓缩对样品进行浓缩,可得到回收率为90%的脂肽产品。

全文目录


摘要  7-9ABSTRACT  9-11第一章 文献练述  11-27  1 抗菌脂肽研究进展  11-15    1.1 抗菌脂肽的产生菌株  11-12    1.2 抗菌脂肽的结构及特性  12-14      1.2.1 表面活性素(surfactin)  12      1.2.2 制磷脂菌素(plipstatin)  12-13      1.2.3 芬荠素(fengycin)  13      1.2.4 伊枯草菌素(iturins)  13-14    1.3 抗菌脂肽的合成机理及代谢调控  14-15  2 固体发酵生产抗菌脂肽  15-18    2.1 工艺控制参数  16-17      2.1.1 温度  16      2.1.2 pH值  16      2.1.3 水活度  16-17    2.2 固态发酵设备  17-18      2.2.1 浅盘式反应器  17      2.2.2 转鼓式反应器  17-18      2.2.3 流化床式反应器  18      2.2.4 填充床式反应器  18  3 抗菌脂肽的应用前景  18-19    3.1 饲料添加剂  18    3.2 食品防腐剂  18-19    3.3 发泡性能  19    3.4 新药物开发  19  4 本研究的目的意义及其内容  19-21  参考文献  21-27第二章 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4抗菌脂肽的固态发酵条件研究  27-37  1 材料与方法  27-30    1.1 材料  27-28      1.1.1 供试菌株  27      1.1.2 培养基  27      1.1.3 主要试剂  27-28      1.1.4 主要仪器  28    1.2 方法  28-30      1.2.1 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4菌种活化  28      1.2.2 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4种子培养  28      1.2.3 抗菌脂肽含量的测定  28      1.2.4 抗菌脂肽活性的测定  28-29      1.2.5 不同培养基组成对固态发酵脂肽产量的影响  29      1.2.6 不同无机盐溶液添加量对固态发酵脂肽产量的影响  29      1.2.7 装料量对固态发酵脂肽产量的影响  29      1.2.8 初始料水比对固态发酵脂肽产量的影响  29      1.2.9 不同接种量对固态发酵脂肽产量的影响  29-30  2 结果与讨论  30-34    2.1 不同培养基组成对固态发酵脂肽产量的影响  30    2.2 不同无机盐溶液添加量对固态发酵脂肽产量的影响  30-31    2.3 装料量对固态发酵脂肽产量的影响  31-32    2.4 初始料水比对固态发酵脂肽产量的影响  32    2.5 不同接种量对固态发酵脂肽产量的影响  32-33    2.6 抗菌脂肽的抗菌活性测定  33-34  3 本章小结  34-35  参考文献  35-37第三章 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4产抗菌脂肽的曲盘发酵条件优化  37-57  1 材料与方法  37-42    1.1 材料  37-38      1.1.1 供试菌株  37      1.1.2 培养基  37-38      1.1.3 主要试剂  38      1.1.4 主要仪器  38    1.2 方法  38-42      1.2.1 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4菌种活化  38      1.2.2 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4种子培养  38      1.2.3 曲盘发酵  38      1.2.4 抗菌脂肽含量的测定  38      1.2.5 抗菌脂肽活性的测定  38-39      1.2.6 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4固态发酵培养基的优化  39-40      1.2.7 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4固态发酵培养条件优化  40-42  2 结果与讨论  42-54    2.1 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4固态发酵培养基的优化  42-46      2.1.1 不同固态碳氮源对曲盘发酵脂肽产量的影响  42-43      2.1.2 不同液态碳氮源对曲盘发酵脂肽产量的影响  43      2.1.3 初始料水比对曲盘发酵脂肽产量的影响  43-44      2.1.4 无机盐添加量对曲盘发酵脂肽产量的影响  44-45      2.1.5 正交实验优化固态发酵培养基  45-46    2.2 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4固态发酵培养条件优化  46-54      2.2.1 料层形状对曲盘发酵脂肽产量的影响  46      2.2.2 接种量对曲盘发酵脂肽产量的影响  46-47      2.2.3 空气湿度对曲盘发酵脂肽产量的影响  47-48      2.2.4 温度对曲盘发酵脂肽产量的影响  48      2.2.5 发酵时间对曲盘发酵脂肽产量的影响  48-49      2.2.6 响应曲面设计试验优化固态发酵培养条件  49-53      2.2.7 抗菌脂肽的抗菌活性测定  53-54  3 本章小结  54-55  参考文献  55-57第四章 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4抗菌脂肽的提取工艺研究  57-65  1 材料与方法  57-59    1.1 材料  57-58      1.1.1 培养基  57      1.1.2 主要试剂  57      1.1.3 主要仪器  57-58    1.2 方法  58-59      1.2.1 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4菌种活化  58      1.2.2 Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4种子培养  58      1.2.3 抗菌脂肽含量的测定  58      1.2.4 抗菌脂肽活性的测定  58      1.2.5 抗菌脂肽提取工艺研究  58-59  2 结果与讨论  59-63    2.1 抗菌脂肽提取工艺研究  59-61      2.1.1 不同体积水提取抗菌脂肽  59-60      2.1.2 不同体积甲醇提取抗菌脂肽  60      2.1.3 不同体积工业酒精提取抗菌脂肽  60-61    2.2 抗菌脂肽的抗菌活性测定  61-62    2.3 抗菌脂肽浓缩  62-63  3 本章小结  63-64  参考文献  64-65全文结论  65-67创新点  67-69致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 其他化学工业 > 蛋白质（朊）化学加工工业 > 化学加工过程 > 蛋白质水解及中间产物 > 多肽
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