戊糖乳杆菌31-1菌株产细菌素研究

摘要

作者从传统发酵肉制品云南宣威火腿中分离筛选出一株具有抑菌活性的乳酸菌31-1菌株,对多株乳杆菌具有抑菌作用.经排除干扰因素后确定其抑菌物质为蛋白类物质细菌素,菌株经鉴定后为戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus).对戊糖乳杆菌31-1菌株产细菌素的条件进行优化,确定其有最大产量时的培养时间、培养温度、培养起始pH值,即30℃下培养24小时且初始pH为6.5;选取碳源、氮源、刺激因子等不同因素不同水平采用正交试验设计进行优化,结果得到细菌素产量是初始培养基培养的8倍,达到640AU/ml,最优培养基配方为乳糖3﹪、胰胨1.5﹪、豆胨2﹪、牛肉膏3﹪、蛋白胨2﹪、吐温80 0.1﹪、磷酸氢二钾0.2﹪、乙酸钠0.5﹪、柠檬酸铵0.2﹪、硫酸镁0.058﹪、硫酸锰0.025﹪,蒸馏水1000ml.采用SP Sepharose Fast Flow阳离子交换树脂纯化细菌素,用含0.1MNaCl的0.02M醋酸盐缓冲液即可洗脱下细菌素峰,比活力达到1259.84(AU/mg),是原发酵液的17倍.采用Tricine-SDS-PAGE法估测出细菌素分子量大小在1 4.2kDa以下.31-1菌株所产细菌素在80℃热处理15min后活性基本不变,在121℃15min仍保持一定活性;在pH2-8范围内保持稳定,当pH值大于9时,活性逐渐降低.细菌素可被胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶完全失活,可被α-淀粉酶部分失活,酸性蛋白酶、溶菌酶不能使细菌素失活.31-1菌株所产的细菌素的抑菌谱较广,不仅可抑制实验所采用乳杆菌属、链球菌属、片球菌属中的大部分菌株,还可抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、芽孢杆菌中的部分菌株.31-1所产细菌素的抑菌作用效果明显,在3-5小时内可降低敏感菌活细胞2-3个数量级.该细菌素具有较好的热、酸稳定性及较高的安全性,具有作为食品防腐剂应用的良好前景.31-1菌株作为发酵剂在河南双汇集团进行了实验室规模试制发酵香肠,结果表明香肠产酸迅速,风味优良,且在发酵过程中可明显降低肠杆菌的数量,作为肉类发酵剂使用具有较好的前景.

目录

文摘

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第一章 引言

1.1课题的研究意义

1.1.1食品生物防腐剂的开发

1.1.2细菌素的抑菌作用

1.2乳酸菌细菌素综述

1.2.1细菌素的定义

1.2.2细菌素的抑菌谱

1.2.3乳酸菌细菌素的理化特性与分类

1.2.4乳酸菌细菌素的蛋白质结构

1.2.5乳酸菌细菌素的作用方式

1.2.6细菌素的生物合成

1.2.7细菌素在食品中的应用

1.3研究内容与研究方法

1.3.1抑菌活性测定方法

1.3.2细菌素效价分析

1.3.3细菌素的发酵条件

1.3.4细菌素的分离纯化

1.4传统发酵肉制品中的乳酸菌

第二章 产细菌素戊糖乳杆菌31-1菌株的筛选及鉴定

2.1试验材料与仪器

2.1.1仪器设备

2.1.2菌种取材样品

2.1.3指示菌种

2.1.4培养基

2.1.5溶液与试剂

2.2试验方法

2.2.1菌种的筛选

2.2.2菌株31-1产细菌素的鉴定

2.2.3细菌素效价分析

2.2.4产细菌素菌株31-1的鉴定

2.3结果与分析

2.3.1菌株筛选

2.3.2细菌素产生的鉴定

2.3.3效价分析标准曲线

2.3.4菌株31-1的初步鉴定

2.4小结

第三章细菌素发酵条件优化

3.1试验材料

3.2试验方法

3.2.1抑菌实验方法

3.2.2最佳产细菌素培养条件的确定

3.2.3培养基营养成分的优化

3.2.4数据处理与分析

3.3结果与分析

3.3.1最佳产细菌素培养条件的确定

3.3.2培养基营养成分的优化

3.4小结

第四章 细菌素的纯化与分子量估测

4.1试验材料

4.1.1主要仪器

4.1.2主要试剂材料

4.2试验方法

4.2.1菌体培养

4.2.2抑菌实验方法

4.2.3蛋白质浓度测定方法

4.2.4细菌素的提纯

4.2.5细菌素分子量测定(Tricine-SDS-PAGE)

4.3结果与讨论

4.3.1细菌素硫酸铵沉淀

4.3.2牛血清白蛋白(BSA)蛋白质浓度标准曲线

4.3.3阳离子交换树脂层析

4.3.4细菌素纯化效果

4.3.5细菌素的分子量估测

4.4小结

第五章 细菌素的生物学特性及应用研究

5.1试验材料

5.2试验方法

5.2.1细菌素理化特性试验方法

5.2.2细菌素的抑菌谱测定

5.2.3 31-1菌株作为发酵香肠发酵剂的应用试验

5.3结果与讨论

5.3.1细菌素的理化特性

5.3.2细菌素对指示菌细胞的抑制作用

5.3.3细菌素的抑菌谱测定

5.3.4作为发酵香肠发酵剂的应用试验

5.4 小结

结论

讨论及展望

参考文献

致谢

作者简历