文档介绍：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名: 签字日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 导师签名: 签字日期: 年月日签字日期: 年月日中文摘要乳酸菌细菌素是公认的极具开发潜力的生物防腐剂, 品种众多、性质各异, 然而迄今为止只有乳酸链球菌素( Nisin) 被全世界 60 多个国家批准使用。因此, 努力开发新的乳酸菌细菌素, 深入研究已发现的细菌素是当前广大科研工作者的重要任务。本实验室在前期的工作中, 已从我国传统发酵酸白菜中分离出一株产细菌素的乳酸片球菌( us acidilatici), 而针对乳酸片球菌细菌素的研究, 国内鲜有报道。本论文将重点研究乳酸片球菌(P. acidilatici PA003)的细菌素发酵与纯化过程, 旨在为其工业化生产提供一些理论参考。具体分为以下四部分内容: 一、建立实验室规模分离纯化高纯度细菌素的方法, 纯化并鉴定本研究所用的细菌素。建立了硫酸铵分段盐析、 SephadexG50 凝胶过滤、 Macro- Prep High S 阳离子交换和反相 C18 半制备色谱纯化细菌素的方法。应用该方法纯化乳酸片球菌细菌素, 可使细菌素最终比活力达到 ×10 4 AU· mg -1, 回收率为 %, 纯度大于 99%, 较发酵清液纯化了 。 MALDI- TOF- MS 表明该细菌素分子量约为 4624Da, 与已报道的片球菌素P ediocin PA- 1/AcH 分子量完全相同。同时也发现P . acidilatici PA003 可产生不止一种细菌素。二、建立了膜分离提取细菌素的方法。本研究在优选超滤膜材的基础上, 优化了超滤和纳滤工艺, 建立了以超滤和纳滤过程为核心的膜分离提取细菌素的方法。结果表明, PS- 10 膜材为最适超滤膜材, 超滤到体积浓缩比为 , 洗滤体积为 400mL。纳滤过程中, 体积浓缩比为 , 1000 mL 的超滤渗透液可浓缩至 220mL。经历了超滤、洗滤和纳滤过程, 上样液的浓缩倍数为 , 细菌素收率为8 %。三、建立了基于温度和 pH 值的 P. acidilactici PA003 分批发酵动力学模型。在 5L 发酵罐上研究了基于 MRS 培养基的 P. acidilactici PA003 的分批发酵过程, 建立了基于温度和 pH 值的相关动力学模型, 从动力学的角度系统研究了温度和 pH 值对菌体生长、细菌素生成、葡萄糖消耗和乳酸生成的影响。结果表明, 菌体最佳生长温度和最佳细菌素产生温度均为 35℃左右, 最大的细菌素活性B max出现在 pH 值为 。四、优化 P. acidilactici PA003 的补料分批发酵过程。研究了碳源和氮源对乳酸片球菌 P. acidilactici PA003 分批发酵过程中菌体生长、细菌素生成、葡萄糖消耗和乳酸生成的影响。并以此为基础研究了 P. acidilactici PA003 的恒速补料分批发酵和指数补料分批发酵过程。结果表 iv 明, 分批发酵时, 碳源和氮源浓度对细菌素活性和菌体生长代谢影响很大,最优条件为碳源和氮源浓度均为30g·L ?1时; 第四章建立的分批发酵动力学模型, 在葡萄糖浓度 10~ 50g·L -1时对菌体、细菌素、乳酸的生成和葡萄糖消耗的模拟依旧适用, 但在复杂氮源浓度变化时拟合度不好。指数流加补料可以产生最大的细菌素活性,达 2985 AU· mL ?1, 较分批发酵时提高了 30% 以上。关键词: 乳酸片球菌; 细菌素; 片球菌素; 发酵; 纯化; 动力学 v ABSTRACT Bacteriocins, which share m any varieties and different properties, are recognized as potential biopreservatives. However, only Nisin is currentl