聚-ε-賴氨酸菌株篩選與發(fā)酵工藝的研究.pdf

1、聚-ε-賴氨酸(Poly-ε-lysine，簡稱ε-PL)是一種主要由白色鏈霉菌(Streptomycesalbulus)產(chǎn)生的、由25～30個賴氨酸殘基通過其α-羧基和ε-氨基形成的酰胺鍵連接而成的同型單體聚合物。它具有抑菌譜廣、安全性高、水溶性好、熱穩(wěn)定性好、適應pH范圍廣等特點，被廣泛應用于食品、生物醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，特別是在食品防腐劑方面具有巨大的應用前景。 本論文篩選了一株ε-PL高產(chǎn)菌株--白色鏈霉菌(Strepto

2、myces albulus)，對其發(fā)酵工藝和提取工藝進行了初步研究，對ε-PL的穩(wěn)定性進行了初步探討。主要研究結(jié)果如下： ①從土壤中篩選了一株聚-ε-賴氨酸(ε-PL)高產(chǎn)菌株，ε-PL搖瓶產(chǎn)量大于2g/L，通過菌落形態(tài)觀察、鏡檢觀察，結(jié)合其生理生化特征分析，初步判斷該菌株為Streptomyces albulus。 ②采用薄層層析、紫外掃描(UV)、高效液相色譜(HPLC)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)等多種測試手

3、段對Streptomyces albulus發(fā)酵產(chǎn)物ε-PL進行了初步表征，初步確定本實驗制備的樣品為ε-PL。 ③利用正交實驗對該Streptomyces albulus發(fā)酵生產(chǎn)ε-PL的培養(yǎng)基成分進行了優(yōu)化。實驗結(jié)果表明，該菌株生產(chǎn)ε-PL的優(yōu)化培養(yǎng)基為：葡萄糖3％，酵母粉0.5％，(NH4)2SO41.5％，KH2PO40.2％、K2HPO40.12％、MgSO4·7H2O0.05％、FeSO4·7H2O0.003％、Zn

4、SO4·7H2O0.008％。在優(yōu)化培養(yǎng)基下，ε-PL搖瓶產(chǎn)量達到4.95g/L。通過單因素實驗對Streptomyces albulus培養(yǎng)條件的研究結(jié)果表明：發(fā)酵溫度30℃，裝液量75mL/500mL，初始pH7.0，接種量4％時，ε-PL的最高產(chǎn)量為5.10g/L。 ④對離子交換樹脂提取發(fā)酵液中ε-PL的工藝條件進行了研究，確立的最佳提取條件為：使用弱酸性陽離子交換樹脂D152，上柱液pH8.5，以鹽酸作為洗脫劑，洗脫劑濃

5、度為0.1mol/L，洗脫速度為1.0mL/min。在優(yōu)化條件下，ε-PL平均提取得率為82％，產(chǎn)品純度達到了80％以上。 ⑤利用高效液相色譜儀初步研究了ε-PL的穩(wěn)定性。結(jié)果表明：ε-PL在pH2～11范圍內(nèi)穩(wěn)定，抗酸能力強，在磷酸、醋酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸等溶液中穩(wěn)定：ε-PL的熱穩(wěn)定性極高；在低濃度的還原劑亞硫酸鈉溶液中穩(wěn)定性較好：一定濃度的食品添加劑對ε-PL的穩(wěn)定性影響不大。ε-PL作為食品防腐劑具有較好的應用潛力