补料策略优化促进乳酸乳球菌HB03发酵合成Nisin

为提高乳酸乳球菌HB03发酵合成Nisin的效率,本研究基于乳酸乳球菌发酵生长期间存在的氧化胁迫效应和胞外氨基酸消长规律,分析了肽水解酶系、UMP从头合成和肽聚糖合成代谢在转录组水平的表达差异,确定对数中后期Nisin合成限制因素为半胱氨酸(cysteine,Cys)和精氨酸(arginine,Arg)供应不足,并通过氨基酸单因素和碳氮源补加优化,确定10 L发酵罐水平优化的补料策略为:11、13.5、17、19.5 h分别加入0.15 mmol/L的Cys,12 h补入蛋白胨(15 g/L),10~24 h补入蔗糖(1.5 g/(L·h)),12~21 h流加Arg(0.25 g/(L·h))。在此条件下Nisin效价达到了8963 IU/mL,比只补加Cys发酵效价(6993 IU/mL)提高了28.2%,研究结果可为Nisin工业发酵提供重要参考。

Nisin的生产、提纯和检测

Nisin是一种由乳酸乳球菌产生的羊毛硫氨酸类细菌素 ,在许多国家被许可作为生物防腐剂。Nisin的产量受许多因素的制约 ,如产生菌性能、培养基组成 (碳源、氮源、磷源和阳离子 )、发酵条件 (pH、温度、搅拌、通风 )、发酵类型 (分批发酵、连续发酵、自由细胞、固定化细胞 )等 ;大规模回收和纯化Nisin主要采用一些基于吸附-解析或者相分配原理的方法 ;最常用的定量检测Nisin的方法主要有生物分析法和免疫检测法 ,采用各种特定nisin抗体的免疫检测方法具有迅速、灵敏、准确等特性并能实现Nisin的在线检测。

乳酸乳球菌乳酸亚种T0625菌株产Nisin最佳培养条件的研究

对从大白菜叶片上分离得到的一株乳酸乳球菌乳酸亚种T0625产乳酸链球菌素(Nisin)的适宜培养条件进行了研究。采用单因素分析法首先确定了T0625菌株在改良的M17G培养基中产Nisin的最适碳源、氮源、金属离子的种类,即:碳源为葡萄糖;氮源为蛋白胨、酵母膏和牛肉膏组成的混合氮源;金属离子为Mg2+。并确定了各成分的最适浓度。之后确定了装液量、接种量、起始pH和培养温度的最适指标。最终通过正交试验的方法,确定T0625产Nisin的最佳营养条件:葡萄糖2%、蛋白胨4%、酵母膏2%、牛肉膏1%、MgSO4.7H2O0.003 mol/L、VC0.05%。T0625产Nisin的最佳发酵条件:装液量250 mL(250 mL三角瓶)、接种量7%、起始pH 6.5、35℃下发酵培养12 h。

乳酸乳球菌K6产Nisin Z的条件优化

本文以贻贝中筛选分离出来的乳酸乳球菌K6为研究对象,以细菌素抑制金黄色葡萄球菌的半抑制浓度(MIC50)为考察指标,优化乳酸乳球菌K6产乳酸链球菌素Z(Nisin Z)的条件。首先研究培养基、培养基初始pH值、菌液添加量、培养时间和温度5个因素对Nisin Z抑菌效果的影响,确定培养温度、培养时间和培养基初始pH值3个因素为显著因素,然后利用响应面法优化这3个因素。最终获得产Nisin Z的优化条件为:培养基初始pH 7.5,培养温度29.8℃,培养时间9 h。经过条件优化后,该细菌产细菌素抑菌浓度为0.625 BU/mL,较优化前细菌素浓度提高了8倍。优化后的细菌素对金黄色葡萄球菌具有抑制作用。在最优条件下的试验结果与模型预测值接近,说明所建模型切实可行。

培养基与分割发酵优化促进Nisin生物合成

为了提高乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)细胞生长和乳酸链球菌素(Nisin)的合成效率,以正交优化法研究培养基分批发酵和分割发酵方式对Nisin生物合成效率的影响。结果表明,优化发酵培养基配方为:5%蛋白胨,3%蔗糖,2%玉米浆,1%酵母浸粉。在此优化条件下,摇瓶培养(11 h)峰值生物量为4.9×10^(9) CFU/mL,较对照提高43%;10 L发酵罐分批发酵峰值生物量、Nisin效价及Nisin合成速率v_(q)分别为7.75×10^(9) CFU/mL、2573 IU/mL、151.4 IU/(mL·h),较优化前分别提升38.0%、56.6%、38.2%。分批发酵培养18 h Nisin达到峰值后[v_(q)为147 IU/(mL·h)],以不同比例分割发酵并继续培养7 h,第二次分割(25%)为Nisin合成最适发酵方式,其Nisin平均合成速率达到294 IU/(mL·h),较分批发酵提高了100%。

乳链菌肽高产菌株AL2的发酵条件研究

对乳链菌肽高产菌株ＡＬ２的发酵条件进行了研究，发现３０℃是产乳链菌肽的最适温度；蔗糖和酵母膏是最佳的碳、氮源，浓度分别为０．５％和１％。发酵培养基起始ｐＨ为６．５；锰离子对乳链菌肽的产生有促进作用，而铜离子却有严重的抑制作用。

培养条件对乳酸乳球菌N302合成乳酸链球菌素的影响

研究了培养条件对LactococcuslactisN302产生乳酸链球菌素的影响.结果表明,复合氮源、蔗糖、磷酸氢二钾、pH6.0和3%接种量有利于乳酸链球菌素的合成.发酵过程中菌体细胞生长、乳酸链球菌素活性和nisZ基因表达在培养21h达到最高峰,乳酸链球菌素活性为3560IU/mL.

乳酸乳球菌KLDS4.0325产细菌素最佳培养条件的研究

以分离自新疆牧民家庭自制酸马奶中的乳酸乳球菌KLDS4.0325为研究对象,以大肠杆菌为指示菌,以抑菌圈直径为考察指标,考察了不同温度、p H、转速及培养时间等培养条件对该菌株细菌素产量的影响,经单因素实验优化得出乳酸乳球菌KLDS4.0325在培养温度33℃,培养基初始p H7.0,120 r/min摇床培养20 h的条件下,无细胞发酵上清液对大肠杆菌的抑菌圈直径最大,抑菌活性最强,细菌素产量最高。在此条件下,抑菌圈直径为25.26 mm,细菌素效价可达5383.07 IU/m L。

乳链菌肽的最佳发酵条件

通过对本实验室选育所得的乳链菌肽高产菌株的发酵条件进行研究，得出了最佳发酵条件。该菌的最佳碳源为蔗糖，最佳氮源为大豆蛋白陈，二者浓度都为1％．浓度为150mmol／L以下的Na2HPO4·12H2O对发酵有促进作用，30℃为最适温度。

乳酸链球菌肽发酵动力学的研究

提出了在恒定不同pH的发酵条件下,乳酸链球菌SM526的菌体生长、底物消耗、乳酸及N isin产生的动力学模型。菌体生长、乳酸及N isin产生用逻辑方程描述,而底物消耗是菌体生长和乳酸产生速率的函数。模型表明,乳酸链球菌SM526菌体生长和乳酸产生的最佳pH为7.0,而N isin产生的最佳pH却为6.5。

乳链菌肽产生菌P-99的摇瓶发酵条件

文章对天然生物防腐剂乳链菌肽产生菌——乳链球菌P-99的摇瓶细胞生长和发酵条件进行了研究,发现该菌株细胞的生长与发酵是同步的,最适种龄为8～18h,产乳链菌肽表现出初级代谢动力学特征;在M17培养基、30℃、起始pH6.5条件下发酵良好,通气量和Ca2+、Zn2+、Fe2+等金属离子对其细胞生长与乳链菌肽的合成无明显影响,但Mn2+对乳链菌肽的合成有促进作用,而Cu2+则有较强的抑制作用。

响应面法优化乳酸乳球菌KLDS4.0325产叶酸的培养基成分及发酵条件

探究并提高实验室保藏的分离自新疆酸马奶的乳酸乳球菌KLDS4.0325的产叶酸能力。首先基于实验室前期对KLDS4.0325的全基因组测序结果,对其在基因水平表现出的产叶酸能力进一步运用高效液相色谱法进行测定。然后,以叶酸产量为响应值,通过响应面法对发酵条件进行优化,确定最优发酵条件。利用单因素试验,确定最佳氮源为酵母浸粉,最佳碳源为葡萄糖,主要影响因素为初始pH值、对氨基苯甲酸(p-aminobenzoic acid,pABA)添加量、谷氨酸添加量与温度。通过Box-Behnken响应面试验,确定最优发酵条件为初始pH 5.40、pABA添加量42.0 mg/L、谷氨酸添加量6.30 g/L、温度35.40℃,在此条件下叶酸产量为0.814μg/mL,是优化前(0.260μg/mL)的3.13倍。通过对乳酸乳球菌KLDS4.0325培养基成分及发酵条件的优化,得出该菌株产叶酸的最优培养基成分及发酵条件,为天然叶酸的产业化生产与应用提供了理论支持。

双菌微囊化发酵耦合泡沫分离强化乳链菌肽生产的工艺

本研究拟通过共培养乳酸链球菌与酿酒酵母解除产物抑制效应,并将泡沫分离耦合于微胶囊固定细胞发酵强化乳链菌肽(Nisin)的生产。采用液芯微胶囊固定乳酸链球菌和酿酒酵母细胞,并对海藻酸钠和壳聚糖浓度进行优化。结果表明,以乳糖为底物碳源,乳酸链球菌与酿酒酵母的初始接种比例102:1时,共培养发酵液中Nisin效价高达3436.3 IU/mL。海藻酸盐-壳聚糖-海藻酸盐(ACA)液芯微胶囊的制备条件为海藻酸钠浓度15 g/L和壳聚糖浓度5.5 g/L。在微胶囊固定细胞发酵与泡沫分离耦合时间为21 h,分布器孔径180μm,气体体积流率40 mL/min条件下,Nisin的富集比和回收率分别为5.8和63.1%,总效价为3973.2 IU/mL。本研究建立的双菌微囊化发酵-泡沫分离耦合工艺能够有效解除产物抑制和菌体细胞损失,为高密度、连续发酵生产Nisin奠定了理论基础。