【摘要】：納他霉素(Natamycin)是由納塔爾鏈霉菌(S.natalensis)、恰塔努加鏈霉菌(S.chattanovgrnsis)、褐黃孢鏈霉菌(S.gilvosporeus)和利迪鏈霉菌(Streptomyces lydicus)等經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的一種多烯大環(huán)內(nèi)酯類抗生素,由于其廣譜、高效、安全無毒,且對食品風(fēng)味無不良影響,被廣泛用于食品工業(yè)方面。納塔爾鏈霉菌中存在著群感效應(yīng)機制,通過外源添加PI因子自誘導(dǎo)物與菌體受體蛋白結(jié)合,從而正向調(diào)控納他霉素合成。本文以納塔爾鏈霉菌為試驗材料,初步探究了PI因子促進納他霉素的合成機理,優(yōu)化了誘導(dǎo)發(fā)酵體系中影響較顯著的因素,最后在5L自動發(fā)酵罐上進行放大培養(yǎng),為工業(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要研究結(jié)果如下:通過對納塔爾鏈霉菌在誘導(dǎo)過程中各項生理生化指標以及相關(guān)自由基防御體系中的相關(guān)酶的活性測定,初步探究了PI因子促進納塔爾鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)納他霉素的機理。從實驗結(jié)果可以看出:添加PI因子后的誘導(dǎo)體系中納塔爾鏈霉菌的菌體干重明顯提高,誘導(dǎo)組是空白組的1.49倍;誘導(dǎo)組中還原糖的消耗量始終高于空白組,直到發(fā)酵結(jié)束時,誘導(dǎo)組中的還原糖含量是空白組的48.7%;加入PI因子會改變發(fā)酵液中菌體的細胞通透性,導(dǎo)致電導(dǎo)率增加;添加PI因子后可以提高POD、CAT、PPO和SOD的酶活,增強菌體對自身細胞保護。分別考察了影響PI因子對納他霉素發(fā)酵條件的單因素最佳值,在納塔爾鏈霉菌接種量為5%、發(fā)酵液初始pH為7、搖瓶中裝液量為50mL、搖床轉(zhuǎn)速為200r/min、發(fā)酵溫度為29℃、PI因子濃度為200nmol/L、PI因子添加時間為48h的條件下,納他霉素發(fā)酵產(chǎn)量達到最大值。根據(jù)單因素實驗結(jié)果,通過Plackett-Burman法篩選出對發(fā)酵合成納他霉素影響較大的3個因素,且3因素之間的效應(yīng)關(guān)系依次為:PI因子濃度發(fā)酵液初始pH裝液量;然后采用響應(yīng)面試驗設(shè)計建立數(shù)學(xué)模型,獲得各影響因素的最佳水平,確定PI因子濃度為210nmol/L,初始pH為7,裝液量為50mL。在此條件下納他霉素發(fā)酵產(chǎn)量可達5.456g/L,是空白組的2.22倍。通過在實驗室中的搖瓶發(fā)酵培養(yǎng),確定自動發(fā)酵罐內(nèi)溶氧量在30%-35%之間最適合納塔爾鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)納他霉素。通過調(diào)節(jié)自動發(fā)酵罐內(nèi)攪拌速度和空氣流速兩項指標來改善溶氧量:處于對數(shù)生長期的菌體所需發(fā)酵罐內(nèi)攪拌速度為500r/min,空氣流量為6L/min,處于納他霉素大量合成期的菌體所需發(fā)酵罐內(nèi)攪拌速度為300r/min,空氣流量約3L/min。在自動罐放大培養(yǎng)發(fā)酵階段,當(dāng)發(fā)酵液中葡萄糖的濃度低于2%時開始進行間歇補料,每6h補加葡萄糖,使其濃度穩(wěn)定維持在2%左右,發(fā)酵78h后停止補糖。發(fā)酵周期為120h。納他霉素產(chǎn)量達到3.214g/L。通過流加NaOH的方式來控制5L自動發(fā)酵罐內(nèi)pH值,應(yīng)用補料擴大發(fā)酵。在納他霉素大量對數(shù)生長期,控制pH值在5.8附近,可使納他霉素產(chǎn)量達到最高,最高值為3.456g/L。
【圖文】：

納他霉素的分子結(jié)構(gòu)示意圖

納他霉素的紫外吸收光譜
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ920.6

【參考文獻】

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本文編號：2655584