乳链菌肽发酵玉米浆_糖蜜培养基的优化制备

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乳酸菌发酵甘蔗糖蜜产乳酸的培养条件优化

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第10期·4006·化工进展乳酸菌发酵甘蔗糖蜜产乳酸的培养条件优化杜刚1，刘赟1，詹梦涛1，胡秋月2，张振宇3，杨海英2（1云南民族大学民族药资源化学国家民族事务委员会-教育部重点实验室, 云南昆明 650500； 2云南民族大学化学与环境学院，云南昆明 650500；3云南省药物研究所，云南昆明 650111）摘要：乳酸是有广泛应用的有机酸，廉价原料是降低乳酸生产成本的重要因素。

以实验室前期筛选的植物乳杆菌sy4为出发菌株研究了利用甘蔗糖蜜生产乳酸的培养条件。

在确定发酵温度和初始pH 后，通过Plackett-Burman 实验和中心复合实验优化乳酸发酵条件。

结果表明：植物乳杆菌sy4乳酸发酵的最适条件为温度32℃、60h 、初始pH 6.5；Plackett-Burman 实验表明酵母提取物、糖蜜和碳酸钙是影响乳酸产量的主要因素；中心复合实验得到三因素的最优组合为：酵母提取物13.19g/L 、糖蜜476.63g/L 和碳酸钙134.82g/L ，确定了最适发酵培养基。

在此条件下乳酸产量为(145.53±1.24)g/L ，与模型预测值147.23g/L 接近。

本研究为以甘蔗糖蜜为原料生产乳酸提供了技术支持。

关键词：乳酸；植物乳杆菌；甘蔗糖蜜；发酵条件优化中图分类号：Q815 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）10–4006–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2487Fermentation condition optimization for lactic acid production with canemolasses by LactobacillusDU Gang 1, LIU Yun 1, ZHAN Mengtao 1, HU Qiuyue 2, ZHANG Zhenyu 3, YANG Haiying 2(1Key Laboratory of Chemistry in Ethnic Medicinal Resources, State Ethnic Affairs Commission & Ministry of Education, Kunming 650500 ,Yunnan, China; 2 School of Chemistry and Environment, Yunnan Minzu University, Kunming 650500,Yunnan, China; 3 Yunnan Institute of Materia Medica, Kunming 650111, Yunnan, China)Abstract: Lactic acid is a widely used organic acid. Using the cheap raw material is the key factor for reducing the production cost of the lactic acid. Lactobacillus plantarum sy4, which was screened in our previous work, was used as an original strain for the lactic acid production with cane molasses. The fermentation conditions of the lactic acid were optimized with the Placket-Burman Design and the Central Composite Design after studying the fermentation temperatures and initial pH. The results showed that the optimal fermentation conditions for sy4 were 32℃, 60h, and initial pH 6.5. The results of Placket-Burman Design showed that the yeast extract, cane molasses and calcium carbonate were the main factors for the lactic acid production. And the results of the Central Composite Design showed that the optimal combination of those three factors were yeast extract 13.19g/L, cane molasses 476.63g/L and calcium carbonate 134.82g/L. The optimal fermentation medium was confirmed and the lactic acid production was (145.53±1.24)g/L, which was closed to the predicted value 147.23g/L. The research provided the technical support for future lactic acid production with the cane molasses.Key words: lactic acid; Lactobacillus plantarum ; cane molasses; fermentation condition optimizationE-mail ：***************.cn 。

玉米制糖发酵生产L- 乳酸的工艺优化

通过正交试验对液化工艺的主要技术指标进行优化，并得出最佳参数：在糊化后的玉米淀粉乳中加入适量淀粉酶，温度 90 ～ 100 ℃，pH 值 6.0，搅拌转速 60 r·min-1，保持 30 min，进行高温喷射液化。制糖液化工艺提升后，糖水干物质由（190±5）g·L-1 提升到（230±5）g·L-1。为了保证糖水的糖化效果，并兼顾生产效率，发酵过程中，采用适当降低 pH 的方式，确保糖化和发酵同时进行，实行边糖化边发酵 [5]。制糖与发酵工艺经有效整合优化后，L- 乳酸发酵收率由 95.5% 提高到 98.3%，L- 乳酸制备速率得到显著提升。 2.2 高性能 L- 乳酸菌种的选育
doi:10.16736/41-1434/Байду номын сангаасs.2020.10.026

Process Technology 工艺技术
玉米制糖发酵生产 L- 乳酸的工艺优化
Optimization of L-lactic Acid Production by Corn Sugar Fermentation
作者简介：范小辉 (1984—)，男，助理工程师；研究方向为生物化工。
XIANDAISHIPIN 现代食品 / 75
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工艺技术 Process Technology
1.2.2 发酵培养基玉米制糖干物质（190 ～ 230）g·L-1，适量营养盐，
◎ 范小辉，姜建友，顾永华，唐小玲（河南金丹乳酸科技股份有限公司，河南郸城 477150）
Fan Xiaohui, Jiang Jianyou, Gu Yonghua, Tang Xiaoling (Henan Jindan Lactic Acid Technology Co., Ltd., Dancheng 477150, China)

固定化细胞发酵生产乳链菌肽工艺研究

固定化细胞发酵生产乳链菌肽工艺研究陶静;李金启;张凯锋;苏航;荣静雅;何培新【期刊名称】《中国食品添加剂》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】乳链菌肽是由乳酸乳球菌代谢产生的细菌素,它对许多革兰氏阳性菌(如葡萄球菌、链球菌、微球菌、李斯特氏菌和乳杆菌等病原菌和腐败菌)有强烈的抑杀作用,又因为在消化道中能很快的被α-胰凝乳蛋白酶分解,对人体无不良反应.是一种天然、安全的生物防腐剂,被广泛应用于食品工业中.利用固定化细胞技术发酵生产乳链菌肽能够简化工业生产的流程,优化乳链菌肽的生产工艺.本文以乳酸乳球菌为菌种,活化培养后固定于海藻酸钠、琼脂、明胶-戊二醛三种载体上.分别选取不同的胶珠直径、发酵时间、发酵温度、载体浓度、接种量进行培养实验,检验不同工艺条件对乳链菌肽效价的影响,选取最佳发酵工艺条件.研究结果表明最佳工艺条件为:海藻酸钠溶液的浓度为2.0％,胶珠直径为2 ～2.5mm,接种量为5％,37℃发酵24h.【总页数】5页(P158-162)【作者】陶静;李金启;张凯锋;苏航;荣静雅;何培新【作者单位】郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州450002【正文语种】中文【中图分类】TS202.3【相关文献】1.微生物发酵生产乳链菌肽的分离技术研究进展 [J], 吉玉强;吴兆亮;郭雅楠;于广和2.固定化活细胞发酵生产乳链菌肽 [J], 王永华;杨傅;姚汝华;陈海昌3.利用浓醪酒糟生产乳链菌肽的发酵培养基优化 [J], 闫国栋;姜丽艳;王秀丽;孙明波;王洁;张宏宇;孟庆繁4.产乳链菌肽菌株发酵条件的优化 [J], 张玉香;龚香艺;于振宣;刘月曼5.乳链球菌P-99发酵乳清生产乳链菌肽的研究 [J], 罗水忠;潘利华;潘丽军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

玉米糖浆代替糖蜜为碳源的酵母发酵培养基的优化

玉米糖浆代替糖蜜为碳源的酵母发酵培养基的优化吴泽柱;盛艳【期刊名称】《中国食品添加剂》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】碳源是酵母生长必不可少的营养元素之一,糖蜜又是酵母首选的优质碳源.由于酵母产品市场竞争激烈,糖蜜原料供应紧缺,且对环境易造成污染.本实验利用玉米糖浆代替糖蜜为原料.采用单因素试验和五元二次旋转正交36组试验设计对酵母发酵培养基进行优化,提高酵母产品的质量.实验以酵母发酵力为指标,研究培养基中玉米糖浆比例及营养盐对酵母发酵力影响.单因素实验结果表明,各种营养成分的最适比例为:玉米糖浆比例20％,氯化钾0.30％,氯化钠0.55％,硫酸镁0.12％,硫酸锌0.012％.通过五元二次旋转36组正交实验最终确定最佳的发酵培养基组成为:玉米糖浆比例50％,氯化钠0.29％,氯化钾0.53％,硫酸镁0.14％,硫酸锌0.011％,在优化培养基的条件下酵母的发酵力由未优化前的1625mL上升到1901mL,提高了17％.【总页数】5页(P178-182)【作者】吴泽柱;盛艳【作者单位】英联(哈尔滨)食品添加剂有限公司,哈尔滨150300;马利酵母有限责任公司,哈尔滨150300【正文语种】中文【中图分类】TS201.3【相关文献】1.以糖蜜为碳源的酿酒酵母培养基的优化 [J], 陈雪;甄玉国;赵小丽2.高产纤维素酶的米曲霉菌种的筛选和以甘蔗糖蜜为碳源对培养基的优化 [J], 肖君;甄玉国;王晓磊;陈雪3.乳链菌肽发酵玉米浆糖蜜培养基的优化制备 [J], 逯家辉;孙莹;姜丽艳;孟庆繁;李扬;滕利荣4.以糖蜜为碳源对酿酒酵母发酵条件的优化 [J], 陈雪;甄玉国;赵小丽5.高果糖浆废液杂糖组分分析及其作为毕赤酵母发酵碳源的资源化利用 [J], 刘丽萍; 王力; 詹晓北; 朱莉; 郑志永; 高敏杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

利用浓醪酒糟生产乳链菌肽的发酵培养基优化

利用浓醪酒糟生产乳链菌肽的发酵培养基优化闫国栋;姜丽艳;王秀丽;孙明波;王洁;张宏宇;孟庆繁【期刊名称】《酿酒科技》【年(卷),期】2009(000)003【摘要】利用玉米原料酒精浓醪发酵产生的酒糟作为乳链菌肽发酵的主要原料,采用单因素方法对影响乳链菌肽的酒糟发酵培养基的补加组分进行了考察.结果表明,影响乳链菌肽效价的显著因素为葡萄糖、酵母膏、KH2PO4、MgSO4.采用Box-Behnken设计及响应面分析法确定主要影响因子的最佳浓度.结果表明,当酒糟为20g/L、葡萄糖为7.1 g/L、酵母膏为5.3 g/L、KH2PO4为4.6g/L、MgSO4为0.2g/L时,乳链菌肽的效价为1400 IU/mL,与预测值1443.5 IU/mL基本一致,比响应面优化前提高24%.【总页数】4页(P33-36)【作者】闫国栋;姜丽艳;王秀丽;孙明波;王洁;张宏宇;孟庆繁【作者单位】吉林大学生命科学学院,吉林,长春,130012;吉林大学生命科学学院,吉林,长春,130012;吉林大学生命科学学院,吉林,长春,130012;吉林大学生命科学学院,吉林,长春,130012;吉林大学生命科学学院,吉林,长春,130012;吉林大学生命科学学院,吉林,长春,130012;吉林大学生命科学学院,吉林,长春,130012【正文语种】中文【中图分类】X797;Q93-3;Q939【相关文献】1.乳链菌肽(Nisin)发酵培养基的优化 [J], 卢金珍;赵为;任俊2.乳酸链球菌6032生产乳链菌肽条件的优化 [J], 贺小贤;尹宁;宇文亚焕3.应用统计学分析方法优化乳链菌肽发酵培养基 [J], 姜丽艳;李雪;逯家辉;孟庆繁;滕利荣4.产乳链菌肽菌株发酵条件的优化 [J], 张玉香;龚香艺;于振宣;刘月曼5.应用均匀设计法优化乳链菌肽发酵培养基 [J], 马帅鹏;姜丽艳;马博宇;郭伟良;任晓冬;滕利荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

应用统计学分析方法优化乳链菌肽发酵培养基

种子培养基（／）７：蔗糖１．，蛋白胨４５ｇＬ［］００．，酵母膏ｌ．，ＫＨＰ４・ＨＯ２．，ＮＣ．，Ｏ０：０３８４ａ１０２
ＭｇＯ７．，１１ ℃灭菌３ｎＳ４・Ｈ２０２２Ｏ０ｍｉ。
发酵培养基，分别按照ＰａｋｔＢｒｎ设计、最陡爬坡实验设计和ＢｘＢｈｋｎ设计的方法进ｌｃｅｔｕｍａ — ｏ— ｅｎｅ
收稿日期：２０ — ８０；修订日期：２０一０１０８０ — ４０８】－０
作者简介：姜丽艳（９３，女，硕士研究生；滕利荣（９４，男，教授，博士生导师，通讯联系人。Ｅｍａ：ｎｌｌ．ｄ．ｎ１８一）１５一）－ｉｔｇｒｕｅｕｃｌｅ＠ｊ
等统计学方法对乳链菌肽液体发酵培养基组分进行优化，得到高活性的乳链菌肽，对促进我国绿色食
品的发展和保障人民的健康具有重要的意义。
１实验部分
１１材．料
Ｎｉｎ产生菌ＬｃｏｏｃｓａｔｕｓａｔｓｉａｔｃｃｕｃｉｓｂｐｌｃｉＡＴＣ１４４购于美国菌种保藏中心。效价检测菌［ｌｓｓＣ１５８］ＢｃｌｓｕｔｉＡＳ０ａｉｕｂｉｓ１１８购于北京微生物研究所。ｌＳｌ
培养基组成的影响很大，与其他乳酸菌一样，营养要求高，需要复合的培养基才能生长良好。研究表
明口，乳链菌肽的生物合成主要受碳源、氮源和磷源的调控，优化培养基组分可以提高乳链菌肽的生］物活性。ＰａｋｔＢｒｎ实验设计是一种经济而有效的二水平实验方法，可以用较少的实验来达到ｌｃｅｔｕｍａ — 分析各因素主效应的效果，从众多影响因素中快速地筛选出显著影响因素］。响应曲面法（ｅｐｎｅＲｓｏｓＳｒａｅＭｅｈｄｌｇ，ＲＭ）是一种优化生物过程的综合技术，采用该法可以建立连续变量曲面模ｕｆｔｏｏｏｙＳｃ

乳链菌肽的发酵调控与代谢调控

乳链菌肽的发酵调控与代谢调控摘要乳链菌肽是目前经常用于食品、医药方面的一种有效的抗菌物质，通过培养基优化和代谢调节可以有效提高乳链菌肽的产量。

关键词乳链菌肽发酵代谢正文乳链菌肽又称乳酸链球菌素，是从乳酸链球菌发酵产物中提取的一类多肽化合物，含有34个氨基酸残基。

乳链菌肽对许多革兰氏阳性菌，包括引起食品腐败和对人体健康有害的葡萄球菌、链球菌、微球菌、分枝杆菌、利斯特氏菌和乳杆菌等有强烈抑制作用[1]。

目前，乳链菌肽被认为是一种安全、高效的天然防腐剂，已被世界上50多个国家和地区广泛应用于多种食品的防腐和保鲜方面。

由于乳链菌肽应用广泛，很多研究对其作用机理、发酵和代谢调控进行了探索，对乳链菌肽的应用和生产起到了积极的指导作用。

1乳链菌肽的作用1.1乳链菌肽的抑菌机制成熟的乳链菌肽是含有34个氨基酸残基，由5个硫醚桥组成的内环结构，其修饰氨基酸包括羊毛硫氨酸(Ala-S-Ala)、β-甲基羊毛硫氨酸(Ala—S—Abu)、脱氢丙氨酸(Dha)和β-甲基脱氢丙氨酸(Dhb)[2]。

乳链菌肽分子由两个结构域组成：N-端结构域(1～19位残基)，含有A、B、C3个硫醚环；C-端结构域(23～34位残基)，含有D和E两个互相缠绕的环及靠近C-端的6个氨基酸残基[3]。

这两个结构域通过1个柔性铰链区(20～22位残基)连接并且都具有疏水面和亲水面的双亲结构[4]。

Nisin的C-端结构域带有大量的正电荷，而其N-端结构域大部分是疏水基团。

乳链菌肽对细菌的主要作用点是细胞膜，并通过在细胞膜上形成孔道产生抑菌作用。

乳链菌肽可通过两种方式形成孔道，一种是在微摩尔级浓度下形成无靶目标(即无lipid II)介导的孔道；另一种是在纳摩尔级浓度下通过细菌细胞膜上的lipid II的介导形成孔道，同时乳链菌肽与lipid II的结合抑制肽聚糖的生物合成。

运用膜系统模型的研究表明，乳链菌肽通过结合、插入、孔道形成等步骤在膜上形成孔道复合物[5]。

玉米浆发酵生产L-乳酸的工艺优化

玉米浆发酵生产L-乳酸的工艺优化
丁涓;魏敏;张莉
【期刊名称】《食品科学》
【年(卷),期】2011(032)001
【摘要】采用嗜热乳酸链球菌,以玉米浆为主要氮源,通过响应面对其发酵培养基进行优化设计,最终确定出以玉米浆生产L-乳酸的最佳发酵方案为:葡萄糖84g/L、玉米浆41g/L、硫酸铵1.3g/L、pH6.5,其L-乳酸产量为11g/L,与添加牛肉膏产酸量(9.02g/L)接近,但可以大大降低成本,有效提高生产效率.
【总页数】4页(P127-130)
【作者】丁涓;魏敏;张莉
【作者单位】鲁东大学生命科学学院,山东烟台,264000;鲁东大学生命科学学院,山东烟台,264000;鲁东大学生命科学学院,山东烟台,264000
【正文语种】中文
【中图分类】TS261.2
【相关文献】
1.大肠杆菌工程菌利用玉米浆发酵产L-乳酸的研究 [J], 李坤朋;许雅洁;赵锦芳;王金华
2.玉米浆为有机氮源的L-乳酸发酵的研究 [J], 李文友;赵学明
3.利用菊糖生产L-乳酸的菌株筛选鉴定和发酵工艺优化 [J], 黄玉龙;孙若诗;全婷;刘燕;慕钰文;康三江;张辉元
4.玉米制糖发酵生产L-乳酸的工艺优化 [J], 范小辉;姜建友;顾永华;唐小玲
5.玉米制糖发酵生产L-乳酸的工艺优化 [J], 范小辉;姜建友;顾永华;唐小玲
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发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽相关项目实施方案

发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽相关项目实施方案目录概论 (4)一、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目建设地方案 (4)(一)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目选址原则 (4)(二)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目选址 (5)(三)、建设条件分析 (6)(四)、用地控制指标 (8)(五)、用地总体要求 (9)(六)、节约用地措施 (10)(七)、总图布置方案 (11)(八)、运输组成 (12)(九)、选址综合评价 (13)二、土建工程说明 (14)(一)、建筑工程设计原则 (14)(二)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目工程建设标准规范 (15)(三)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目总平面设计要求 (18)(四)、建筑设计规范和标准 (18)(五)、土建工程设计年限及安全等级 (20)(六)、建筑工程设计总体要求 (21)(七)、土建工程建设指标 (22)三、发展规划、产业政策和行业准入分析 (23)(一)、发展规划分析 (23)(二)、产业政策分析 (24)(三)、行业准入分析 (26)四、产品规划 (27)(一)、产品规划 (27)(二)、建设规模 (29)五、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目节能概况 (30)(一)、节能概述 (30)(二)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目所在地能源消费及能源供应条件 (31)(三)、能源消费种类和数量分析 (32)(四)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目预期节能综合评价 (34)(五)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目节能设计 (35)(六)、节能措施 (36)六、工艺技术分析 (38)(一)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目建设期原辅材料供应情况 (38)(二)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目运营期原辅材料采购及管理 (39)(三)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目工艺技术设计方案 (40)(四)、设备选型方案 (42)七、实施进度 (43)(一)、建设周期 (43)(二)、建设进度 (45)(三)、进度安排注意事项 (46)(四)、人力资源配置 (47)(五)、员工培训 (49)(六)、发酵法生产特种保鲜剂-乳链菌肽项目实施保障 (50)八、环境和生态影响分析 (52)(一)、环境和生态现状 (52)(二)、生态环境影响分析 (53)(三)、生态环境保护措施 (54)(四)、地质灾害影响分析 (56)(五)、特殊环境影响 (57)九、社会影响分析 (58)(一)、社会影响效果分析 (58)(二)、社会适应性分析 (60)(三)、社会风险及对策分析 (61)概论项目实施方案是项目管理中至关重要的一环，是整个项目成功的关键所在。

乳链菌肽产生菌的选育及其发酵性能研究

乳链菌肽产生菌的选育及其发酵性能研究
罗水忠;潘利华;潘丽军
【期刊名称】《食品科学》
【年(卷),期】2004(025)004
【摘要】乳链菌肽是某些乳链球菌产生的一种多肽物质,对引起食品腐败的大多数革兰氏阳性菌有很好的抑制作用,是一种高效、无毒副作用的天然生物防腐剂.本文从鲜奶中筛选到一株乳链菌肽产生菌--乳链球菌P-99,并研究了该菌株的发酵适宜条件及其发酵过程动力学.结果表明,该菌株在M17培养基、30℃、起始pH6.5条件下发酵良好,通气量和某些金属离子对其细胞生长与产乳链菌肽无明显影响,但锰离子对乳链菌肽的产生有促进作用,而铜离子有较强的抑制作用;发酵动力学分析表明,该菌株产乳链菌肽表现出初级代谢动力学特征.
【总页数】3页(P53-55)
【作者】罗水忠;潘利华;潘丽军
【作者单位】合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽,合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】Q93.9
【相关文献】
1.乳链菌肽产生菌的筛选及其发酵产物的抑菌性质研究 [J], 赵春燕;王源;孟晓曦;孙军德
2.Nisin(乳链菌肽)高产菌选育研究进展 [J], 张旭;张惠文;徐明恺
3.乳链菌肽产生菌筛选方法的改进及菌种保藏方法研究 [J], 吴琼
4.低能氮离子注入诱变选育乳链菌肽产生菌的研究 [J], 陈洪卫;陈林海;张国只
5.牦牛乳中乳链菌肽产生菌的定向筛选及抗菌活性研究 [J], 郝刚;唐善虎;李思宁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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2009年7月
农业机械学报
第 40 卷第 7 期
乳链菌肽发酵玉米浆 - 糖蜜培养基的优化制备 3
逯家辉孙莹姜丽艳孟庆繁李扬滕利荣
(吉林大学生命科学学院 , 长春 130012)
【摘要】采用单因素试验方法对影响乳链菌肽效价的培养基组分进行了考察。结果表明 ,影响乳链菌肽效价
(2) 发酵培养基中其余成分不变 ,选择质量浓度均为 510 g/ L 的葡萄糖、糖蜜、红糖、蔗糖作为碳源 ,确定合适的碳源 ,并对最佳的碳源质量浓度进行优化。
(3) 选 K2 HPO4 作为乳链菌肽发酵培养基的磷酸盐 ,对 K2 HPO4 的最佳质量浓度进行考察。
(4) 选 MgSO4 作为乳链菌肽发酵培养基的无机盐 ,对 MgSO4 的最佳质量浓度进行考察。 11512 Box2Behnken 设计
时 ,乳链菌肽效价最高。当 K2 HPO4 的质量浓度低
160
农业机械学报 2 0 0 9 年
于 7 g/ L 时 ,乳链菌肽的效价随着 K2 HPO4 质量浓度的增加而增加 ;高于 7 g/ L 时 ,乳链菌肽的效价却随着 K2 HPO4 质量浓度的增加而降低。因此选择 K2 HPO4 的最佳质量浓度是 7 g/ L 。
肽的发酵培养基组分进行优化。试验因素与水平设
计见表 1 。响应面试验方案及结果见表 2 。回归分
析结果见表 3 。经过 SASV810 对 Box2Behnken 数
据进行处理 ,得到二次响应面回归方程为
Y = 2 3551315 + 4251943 X1 + 281793 X2 -
361462 X3
由试验结果可知 ,在葡萄糖、糖蜜、红糖、蔗糖 4 种碳源中 ,糖蜜对乳链菌肽的效价影响显著 , 为 45010 IU/ mL ,优于蔗糖 ,原因是糖蜜中富含多种糖分、天然矿物质及维生素 ,而乳酸链球菌有一个有效的磷酸转移酶系统作为糖蜜的吸收、运输及代谢途径[13 ] 。以下实验均选糖蜜作为乳链菌肽发酵的碳源。对糖蜜的最佳质量浓度进行考察 ,试验结果如图 2 所示。由图 2 可知 ,糖蜜质量浓度小于 30 g/ L 时 ,随着糖蜜质量浓度的增加 ,乳链菌肽的效价也逐渐增加 ,糖蜜的质量浓度大于 30 g/ L 时 ,反而对乳链菌肽的活性产生了抑制作用 ,因此 ,选取糖蜜的最佳质量浓度是 30 g/ L 。
(1) 选择胰蛋白胨、玉米浆、稻糠、豆饼 (质量浓度均为 1510 g/ L ) 配制乳链菌肽发酵培养基 ,其他组分为葡萄糖 510 g/ L 、K2 HPO4 ·3 H2O 310 g/ L 、 MgSO4·7 H2O 012 g/ L ,确定合适氮源 ,并对其质量浓度进行优化。
目前 ,国内外对乳链菌肽发酵培养基的研究有很多报道 ,但常用的培养基一般为 CM 培养基[4 ] 、 SM8 培养基[5 ] 、M17S 培养基[6 ] ,这些培养基的发酵原料成本昂贵 ,制约了规模化生产 ,限制了乳链菌肽的应用。
糖蜜是制糖工业的一种副产物 ,其总糖质量分
数可达 50 %～60 % ,同时还含有大量的有机或无机物质。由于其价格低廉 ,且资源化利用的工艺简单 , 因此是一种很重要的发酵原料[7 ] 。玉米浆是制玉米淀粉的副产物 ,含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质 ,是微生物生长普遍应用的有机氮源。
( College of L if e Science , Jili n U niversity , Changchun 130012 , Chi na)
Abstract
This work reviewed fermentation medium cult ure of nisin by single factor experiment . The result s indicate t hat nisin activity was mainly influenced of molasses , corn steep liquor , K2 HPO4 and MgSO4 . Box2Behnken design and response surface analysis met hods were applied to confirm optimum concent ration of mainly effect factor. The result s show t hat t he optimum medium cult ure was corn steep liquor 233 g/ L , molasses 27 g/ L , K2 HPO4 5 g/ L , MgSO4 011 g/ L . Under t hose conditions , nisin activity is 2 49118 IU/ mL , which is in consistent wit h predicted value 2 51111 IU/ mL .
选玉米浆作为乳链菌肽发酵培养基的氮源 ,对玉米浆的最佳质量浓度进行考察 ,试验结果如图 1 所示。
图 1 玉米浆对乳链菌肽效价的影响曲线 Fig. 1 Effects of corn steep liquor on nisin activity
由图 1 可知 ,当玉米浆的质量浓度提高时 ,体系营养增加 ,有利于菌体生长繁殖 ,使得发酵液中乳链菌肽的活性增加。但加入的营养过多 ,反而抑制了菌体的生长 ,从而使乳链菌肽的活性下降。因此选取玉米浆的最佳质量浓度为 200 g/ L 。 21112 糖蜜
本文以玉米浆、糖蜜为主要发酵原料 ,以乳链菌肽的效价为指标 ,通过统计学分析方法优化乳链菌肽的发酵培养基 ,以得出最优的乳链菌肽废料发酵培养基成分。
1 材料与仪器
111 菌种 Nisin 产生菌株 : l actococcus L actis AS112030 ,
收稿日期 : 2008 - 07 - 07 修回日期 : 2008 - 12 - 21 3 2006 年吉林大学国家级生物实验教学示范中心设计创新实验基金一类资助项目 ( ZXCX 2006019) 作者简介 : 逯家辉 ,高级工程师 ,主要从事微生物菌种选育及其发酵工艺研究 , E2mail : lu443 @126. com 通讯作者 : 滕利荣 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事微生物与生化药学研究 , E2mail : tenglr @jlu. edu. cn
表 1 因素水平表
Tab. 1 Design of factors and levels
g/ L
水平玉米浆质量
浓度
-1
150
因素
糖蜜质量浓度
MgSO4 质量浓度
20
012
K2 HPO4 质量浓度50Fra bibliotek200
30
015
7
1
250
40
018
9
图 3 K2 HPO4 对乳链菌肽效价的影响
Fig. 3 Effects of K2 HPO4 on nisin activity
Fig. 4 Effects of MgSO4 on nisin activity
212
Box2Behnken
试验设计和响应面法分析
采用 Box2Behnken 设计结合响应面分析方法 ,
以玉米浆、糖蜜、MgSO4 、K2 HPO4 的质量浓度4 个因素为自变量 ,以乳链菌肽的效价为响应值 ,对乳链菌
在单因素试验设计的基础上 , 采用 Box2 Behnken 设计对培养基组分进一步优化 ,运用响应面分析确定主要影响因素的最佳质量浓度。
影响最大。这是因为玉米浆富含维生素、生物素、嘌呤、嘧啶等微量有机质[12 ] ,对前期菌体的生长会有促进作用 ,从而提高了乳链菌肽的效价。
种子培养基 : 蛋白胨 1010 g/ L , K2 HPO4 ·3 H2O 310 g/ L , 葡萄糖 510 g/ L , MgSO4 ·7 H2O 012 g/ L 。发酵培养基 : 葡萄糖 510 g/ L ,胰蛋白胨 1510 g/ L , K2 HPO4·3 H2O 310 g/ L ,MgSO4·7 H2O 012 g/ L 。效价检测培养基参照文献 [ 8 ] 。效价检测菌发酵培养基参照文献[ 9 ] 。 113 原材料
21114
MgSO4
由图 4 可见 ,添加 015 g/ L 的 MgSO4 时 ,乳链
菌肽效价最高。这是由于 Mg2 + 可通过保护细胞质
膜完整性来增强 Nisin 对主要肽酶 NisP 的免疫力 ,
或是降低 Nisin 在细胞表面的吸附[14 ] 。
图 4 MgSO4 对链菌肽效价的影响曲线
玉米浆、糖蜜由长春大成实业有限公司提供 (玉米浆为液体 ,质量浓度为 1 g/ L) 。 114 培养条件
将菌种接于活化培养基 ,斜面培养 24 h ,再转接于种子培养基 ,培养温度 30 ℃,摇床转速 140 r/ min 下培养 12 h 。发酵培养条件 : 接种量 5 % ( 体积分数) , 培养温度 30 ℃, 摇床转速 140 r/ min 下培养 24 h 。效价检测采用双层琼脂扩散法 , 参照文献[ 10～11 ] 。 115 试验设计 11511 单因素试验
第 7 期逯家辉等 : 乳链菌肽发酵玉米浆 - 糖蜜培养基的优化制备
159
购于中国科学院微生物所菌种保藏中心。效价检测菌株 : B acill us S ubtilis AS11108 ,购于中国科学院微生物所菌种保藏中心。乳链菌肽标准品 , Sigma 公司生产。 112 培养基
的主要因素为糖蜜、玉米浆、K2 HPO4 、MgSO4 。在此基础上 ,采用 Box2Behnken 设计及响应面分析法确定主要影响