乳酸菌产细菌素生物学特性的研究及培养条件的优化

目的研究乳酸菌产细菌素的生物学特性并优化培养条件。方法将实验室保藏的EF2(植物乳杆菌)和PP2(嗜酸乳杆菌)2株乳酸菌进行混合发酵,采用牛津杯法分析细菌素的生物学特性,并通过单因素实验和正交实验优化了EF2和PP2混合发酵产细菌素的培养条件。结果细菌素在酸性、中性、弱碱性条件下活性较强;耐高温,属于热稳定性物质,它对胰蛋白酶、胃蛋白酶、蛋白酶K和中性蛋白酶敏感,对α-淀粉酶和木瓜蛋白酶不敏感,是广谱细菌素。EF2、PP2混合发酵产细菌素的最佳培养基成分为葡萄糖20g/L、蛋白胨12.5 g/L、牛肉膏15 g/L、酵母膏5 g/L、K2HPO4·3H2O 2 g/L、无水乙酸钠5 g/L、柠檬酸三铵2 g/L、MgSO40.2 g/L、MnSO4 0.05 g/L、Tween-80 2 mL/L、蒸馏水1 L。最佳培养条件为:初始pH为6.5、接种量4%,装液量100 mL/250 mL,发酵温度35℃,在此条件下,细菌素抑菌活性比优化前提高了1.36倍。结论乳酸菌EF2和PP2混合培养得到的细菌素为具有较好抗性的广谱细菌素,并通过单因素实验和正交实验确定了2株乳酸菌混合培养产细菌素的优化条件。     

植物乳杆菌C8-1产细菌素发酵条件优化研究

以XMRS为基础培养基对植物乳杆菌C8-1产细菌素的培养基组成和发酵条件进行了优化,结果表明:最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为大豆蛋白胨.刺激因子Tween 80最佳添加量为3‰(体积分数).在大豆蛋白胨1.5%,牛肉膏1.5%,蔗糖2.0%(均为质量分数),初始pH值为6.5,30℃培养28 h条件下培养植物乳杆菌C8-1所产细菌素的效价可达到271.36 IU/mL,增长34.3%,优化后产细菌素能力提高,效果显著.     

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CW5的筛选及细菌素抑菌活性的研究

为了提高抑菌活性,对植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CW5产细菌素的发酵条件进行了优化,分别研究了培养时间、温度、接种量、培养基起始pH、培养基碳源、氮源等因素对细菌素产生的影响,通过单因素水平实验和正交实验,确定产细菌素的最佳培养基组合和最佳发酵条件为:葡萄糖3%,胰蛋白胨1.5%,蛋白胨1.5%,酵母膏1%,硫酸镁0.058%,吐温80 0.2%,30℃培养24 h,培养基起始pH为6.5,接种量2%。CW5在优化前效价为367.82 IU/mL,优化后效价为1619.85 IU/mL,提高了340.39%。     

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)8-6产细菌素发酵条件的优化

对植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)8-6产细菌素的发酵条件进行了优化,分别研究了培养时间、温度、接种量、培养基起始pH值、培养基碳源、氮源等因素对细菌素产生的影响,通过单因素水平试验和正交试验,确定产细菌素的最佳培养基组合和最佳发酵条件为葡萄糖3%,胰蛋白胨2%,蛋白胨1%,酵母膏1%,硫酸镁0.058%,吐温-80 0.2%,30℃培养24h,培养基起始pH值为6.5,接种量2%。乳杆菌8-6优化后效价为1825.56IU/mL,比优化前提高了373.15%。     

植物乳杆菌LB-B1产细菌素发酵条件的优化

为提高分离自新疆传统发酵乳制品酸马奶中植物乳杆菌LB-B1产细菌素的能力,对其产细菌素的发酵条件进行了优化,分别研究了培养条件(时间、温度、培养基初始pH值)和培养基成分对细菌素产量的影响。通过单因素试验和正交试验,确定产植物乳杆菌LB-B1的最佳培养条件为37℃静置培养20h,培养基初始pH值为6~7;最佳培养基成分组合为葡萄糖30g/L、胰蛋白胨10g/L、牛肉膏10g/L、酵母粉5g/L、无水乙酸钠5g/L、柠檬酸铵2g/L、磷酸氢二钾2g/L、硫酸镁0.28g/L、硫酸锰0.25g/L、吐温-80 4mL/L。在优化发酵条件下,植物乳杆菌LB-B1产细菌素高达10240AU/mL,提高了3倍。     

植物乳杆菌M1-NTG300产细菌素培养条件优化

以植物乳杆菌素的效价作为特征性考察指标,对植物乳杆菌M1-NTG300产细菌素培养条件进行优化。通过响应面分析结合实际值确定培养基最佳组分为:葡萄糖浓度3.5%、蛋白胨浓度3.5%、吐温80浓度0.35%、氯化镁浓度0.20%,此培养条件下植物乳杆菌M1-NTG300所产细菌素的效价为1 269.4IU/mL,细菌素效价提高了19.8%。     

响应曲面法优化乳杆菌产细菌素的条件研究

以分离自泡菜可产细菌素的乳杆菌作为实验菌,优化其产细菌素的最佳培养条件,以提高其产细菌素的能力。通过Plackett-Burman实验筛选出对乳杆菌产细菌素有显著影响的3个因素,分别为装液量、葡萄糖质量浓度以及蛋白胨质量浓度。以抑菌圈直径大小作为产细菌素能力大小的判断依据,通过最陡爬坡实验和Box-Behnken实验进一步优化,并对优化的结果进行验证,验证结果表明,预测值和实际值有良好的拟合性,此优化模型可靠。最后确定的乳杆菌产细菌素的优化培养基组成为:蛋白胨30g/L、葡萄糖15g/L、柠檬酸氢二铵2g/L、K2HPO42g/L、乙酸钠5g/L、MnSO4.4H2O0.25g/L、MgSO4.7H2O0.58g/L、吐温800.1%;最佳培养条件为:装液量25mL、温度30℃、培养时间24h、接种量1%、pH6.0。在此优化发酵条件下,细菌素的产量提高了30%。     

产细菌素菌株A32食品级培养基组成及发酵条件的优化

通过对枯草芽孢杆菌A32食品级培养基原料的筛选,确定其最佳碳源为高粱粉,氮源为绿豆粉;在单因素试验的基础上通过PB试验和响应面试验对发酵条件进行优化,得到高产细菌素的发酵条件为:高粱粉添加量4.7g/100mL,绿豆粉添加量3.0 g/100m L,Na Cl添加量1 g/100mL,发酵时间60 h,发酵起始pH值6,摇床转速140 r/min。以上研究为菌株A32及其所产细菌素的开发利用奠定了应用基础。     

棒曲霉GM-69深层发酵生产木聚糖酶的研究

报道了发酵条件对棒曲霉GM-69产木聚糖酶的影响,并用50L发酵罐进行了深层发酵试验。确定产酶摇瓶培养的最佳条件培养时间为72h,温度为28,培养基起始pH为3.8,接种量为5%(V/V),转速为250r/min,装液量为90mL/500mL三角瓶。其酶活力最高362IU/mL,平均为343IU/mL,比培养条件优化前增加了55.6%。50L发酵罐发酵最佳条件转速为400r/min,通风量为10.6~1,罐压为0.08Mpa,装量为70%,发酵周期为72h,温度28,培养基起始pH3.8,接种量5%(V/V),酶活力平均为351IU/mL。     

植物乳杆菌CGMCC.5297产细菌素条件的优化及应用

用响应面法对植物乳杆菌CGMCC.5297生产细菌素的培养基进行了优化。通过Plackett-Burman设计和中心组合试验设计,植物乳杆菌CGMCC.5297代谢产细菌素的最佳培养条件为酵母粉5.09g/L,牛肉膏10.85g/L,葡萄糖55.34g/L。此时的细菌素上清与指示菌单核细胞增多性李斯特菌CVCC1595共培养4h后,指示菌OD600nm为0.001 73,效价为4499 IU/mL,提高了1.4倍。在最优发酵条件下获得的试验结果与模型预测值吻合,说明所建立的模型是切实可行的。将优化后的植物乳杆菌上清加入到自制酸奶中,发现此细菌素对酸奶具有良好的保鲜效果。     

Lactobacillus plantarum 163产细菌素食品级培养基筛选及发酵条件优化

为获得Lactobacillus plantarum 163最佳食品级培养基,首先筛选出Lb. plantarum 163食品级培养基配方,即白菜汁200 mL/L、番茄汁50 mL/L、葡萄糖10 g/L、K2HPO4 2 g/L,蒸馏水补足至1 L。Plackett-Burman试验设计筛选出Lb. plantarum 163食品级培养基配方的关键因子,即接种量、K2HPO4添加量、pH值和大白菜汁添加量。通过Box-Behnken试验构建了Lb. plantarum 163食品级培养基二次多项式模型,得到理想发酵条件,即K2HPO4 1.89 g/L、大白菜汁341.5 mL/L、接种量3.56%、pH 6.95,其抑菌活性比优化前增加30%以上。     

葡萄状枝瑚菌菌丝液体培养条件优化

为了研究液体培养条件对葡萄状枝瑚菌菌丝生长量的影响,通过单因素实验和正交试验分别考察了碳源、氮源、无机离子组合、生长因子、培养基初始pH、培养温度、摇床转速和光照这8个因素对菌丝生长量的影响,结果表明,最佳培养条件为:在23℃、摇床转速为220 r/min时,培养基初始pH6.5,装瓶量50 mL/250 mL锥形瓶,接种量10%(V/V),全黑暗培养7 d,1 L液体培养最佳培养基为25 g可溶性淀粉,3.5 g酵母粉,4.4 g(1.2 g KH₂PO₄+1.6 g FeSO₄·7H₂O+1.6 g MgSO₄·7H₂O)无机离子,0.01 g VB₁,在此条件下葡萄状枝瑚菌菌丝生长量为(26.8±0.29)g/L。此研究结果为葡萄状枝瑚菌的液体发酵奠定了基础。     

凝结芽孢杆菌13002产芽孢条件优化

通过单因素实验及Box-Behnken响应面法优化凝结芽孢杆菌13002产芽孢的培养基配方与培养条件进行优化,以获得高芽孢数。结果表明:当培养基配方为葡萄糖15.0 g,细菌学蛋白胨10.0 g,酵母提取粉20.0 g,NaCl 10.0 g,MnSO₄ 0.2 g,K₂HPO₄ 3.0 g,并用10%的麸皮水浸提液定容至1 L;培养条件为初始pH7.0、接种量6%（V/V）、装液量30 mL （250 mL锥形瓶）、于200 r/min、40℃培养52 h时,获得的芽孢数可达3.31×109CFU/mL。本试验为工业化生产凝结芽孢杆菌13002制剂奠定基础。     

粉被虫草液体培养条件的优化

通过摇瓶液体培养正交试验获得了粉被虫草的液体培养条件,即蔗糖2.5%,马铃薯淀粉2%,黄豆0.5%,牛肉膏0.5%,酵母膏0.1%,K2HPO4 0.1%,KCl 0.02%,MgSO4•7H2O 0.05%,pH5～7,装液量(100ml/250ml摇瓶),加15颗玻璃珠作分散剂,5%接种量,旋转式摇床150r/min,28℃培养7d,达到最大菌丝干重31.86g/L,于9d获得最大胞内产物3.13g/L。同时,对摇瓶液体培养和生物反应器液体深层分批培养的动力学做了较系统的研究,无论生物反应器还是摇瓶,其培养过程中相对应的pH、残糖、氨基氮、菌丝干重、胞内产物等参数变化趋势基本一致,但生物反应器培养时间大大缩短,48h即可达到最大菌丝干重29.97g/L,54h达到4.95g/L的最高胞内产物产率。生物反应器设定培养温度28℃、装液量65%、接种量10%、0.2%的消泡剂、搅拌转速350r/min、通气量(12±3)L/min、罐压1.1MPa、初始pH6.5,培养基配方用食用蔗糖3%、蔗糖糖蜜2%、花生0.5%分别替代蔗糖、马铃薯淀粉、牛肉膏以降低成本。实验表明,粉被虫草的液体培养条件基本能达到工业发酵水平的要求。     

巴斯德芽孢杆菌培养基及培养条件的优化

通过单因素和正交实验对巴斯德芽孢杆菌(Bacillus pasteurii)培养基组分及培养条件进行研究。结果表明,最适培养基配方(g/L)为甘露醇40、大豆蛋白胨25、氯化铵3、氯化钠10,pH为8.0;最适培养条件为温度30℃,摇床转速200r/min,接种量4.0%(V/V),装瓶量75mL/250mL;在优化条件下,菌体培养24h达到生长高峰期,活菌数达9.52×109cfu·mL-1,分别是普通LB培养基和牛肉膏蛋白胨培养基的1.71、1.55倍。     

1株耐热脂肪酶产生菌的筛选及产酶条件研究

通过固体平板法,从食堂下水道污泥中筛选到1株耐热脂肪酶产生菌LJM-1,采用摇床培养法对该菌株的产酶条件进行了研究,结果表明,该菌株产脂肪酶的适宜培养基组成是:玉米粉淀粉6.0%﹑酵母粉3.5%﹑KH2PO40.3%﹑MgSO4.7H2O0.05%、(NH4)2SO40.5%﹑NaCl0.1%;适宜培养条件:培养温度40℃,初始pH7.7,摇床转速150r/min,装液量100mL/250mL三角瓶,接种量2.5%(体积分数),种龄72h,发酵时间48h。在此条件下,脂肪酶最高酶活为112.6U/mL。在单因素试验的基础上,采用正交试验对棉粕发酵脱毒条件进行了优化,得到最佳发酵条件是:初始pH7.7,培养温度40℃,接种量1.5%,发酵周期2d,酶活力达131.6U/mL。     

真姬菇液体菌种培养基筛选和摇瓶发酵条件的研究

采用摇瓶培养法对真姬菇液体菌种培养基筛选和发酵条件进行研究。研究表明,真姬菇液体菌种最佳组合培养基为：葡萄糖3g/100mL、玉米淀粉1g/100mL、黄豆粉1.5g/100mL、(NH4)2SO4 0.3g/100mL、KH2PO4 0.2g/100mL、MgSO4·7H2O 0.1g/100mL 和VB1 10mg/L。真姬菇摇瓶发酵最佳条件为：起始pH 值为6.0,500mL 锥形瓶装液量140～150mL,摇床转速180r/min,温度26℃,二级摇瓶发酵时间72h,接种量10%～12%。     

里氏木霉(Trichoderma reesei)产纤维素酶液态发酵条件的研究

对纤维素酶高产菌株里氏木霉(Trichoderma reesei)ZU03产纤维素酶的液态发酵条件进行了研究,确定了适宜的培养基配方和最佳发酵工艺条件。最优培养基配方及发酵条件为:培养基起始pH4.5,C/N8∶1,纸浆浓度30g/L,培养温度28℃,接种量10%(v/v),摇床转速150r/min,培养时间4d。在此优化发酵条件下,摇瓶发酵液中的纤维素酶FPA活力达11.67IU/mL,比初始发酵条件下酶活力提高近3倍。同样在此优化条件下还进行了5m3罐的中试,FPA活力达8.62Iu/mL。