利用浓醪酒糟发酵生产乳酸链球菌素的研究

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酒糟中含有丰富的营养物质,如何最大限度的利用酒糟中的营养成分,将其转化为高附加值的产品,以降低酒精的生产成本,这对燃料酒精计划的成功实现和环境保护具有重要的现实意义。本论文利用浓醪酒糟发酵生产乳酸链球菌素(Nisin),一方面可解决酒糟的污染问题,为酒糟的综合利用找到了一条新途径,同时也为Nisin的生产找到一种廉价的原料,相应的降低了Nisin的生产成本。从75个未消毒的新鲜牛奶样品中筛到了一株乳链菌肽的高产菌株WX3129,通过对其形态特征和生理生化特征的实验,初步确定该菌株为乳酸乳球菌乳酸亚种。其在酒糟清液培养基中(还原糖含量0.37%,总糖含量1.28%)发酵24h后Nisin效价可达570 IU/ml。COD值从8.98×104 mg/L降低到2.45×104 mg/L,COD的去除率达到72.6%。以管碟法为基础,对影响Nisin效价测定的各种主要因素进行了分析,并得出了Nisin效价测定的最佳条件:采用单层培养基(每个平板加量为15ml),检测培养基中Na2HPO4·12H2O浓度改为1%,菌悬液浓度109cfu/ml,不加吐温20,琼脂浓度1%,培养基pH7.0,牛津杯加液量100μl ,30℃培养24小时。以酒糟清液为原料进行Nisin的发酵生产。通过单因子实验、正交实验以及正交后的进一步实验,优化了酒糟发酵的培养基组成,其最优配方为:在酒糟清液中添加0.6%蔗糖,0.1%蛋白胨,0.2%酵母膏,0.2% K2HPO4, 0.2% NaCl,0.02% MgSO4。在优化后的培养基的基础上,研究了接种量、温度、起始pH、装液量等环境因子对Nisin发酵的影响,进一步确定了最佳发酵条件为:接种量5%,起始pH7.5,250 ml三角瓶装液量50 ml,30℃静止发酵。考察了pH控制发酵对Nisin产生的影响,结果表明,使pH恒定控制在6.0、6.5、7.0分别比自然pH发酵的Nisin效价提高了26.3%、49.5%、32.4%。初步研究了连续发酵条件下不同稀释率对Nisin发酵的影响,结果表明,稀释率在0.1和0.2 h-1时效价基本稳定在2600 IU/ml,比分批发酵降低了21.8%,但其发酵强度均比分批发酵要高,其中稀释率为0.2时发酵强度达到最大,为500 IU/ml·h-1,比分批发酵时提高2.61倍。采用pH吸附法对产物进行了初步纯化,回收率为89.7%;并对纯化的产物进行了鉴定,通过SDS电泳、反向高效液相色谱分析并结合高压液相测定分子量的结果,可以初步认为产物是Nisin.
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