产细菌素芽孢杆菌的筛选及性质研究

论文摘要

芽孢杆菌在自然界分布非常广泛,多数芽孢杆菌的抗菌物质具有抗菌谱广,对酸碱度要求不高,热稳定性好,易于进行分子加工等特点。这些都为开发新型天然防腐剂以及生防制剂提供了很好的条件。本文从发酵食品中筛选出一株抗菌活性高、抗菌谱广的芽孢杆菌,并对菌株及其产生的抗菌物质进行了鉴定。通过对分离菌株菌落形态和个体形态的观察及一系列生理生化试验,可初步鉴定为枯草芽孢杆菌,暂命名为B.C119。B.C119具有广谱抗菌作用,对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌都有一定的拮抗作用,其中对细菌作用最为明显。培养基的组成和培养条件对枯草芽孢杆菌B.C119的生长及细菌素的产生有很大的影响。通过实验得到优化后的最佳培养基是：葡萄糖0.5%,蛋白胨1%,牛肉膏0.3%；最佳培养条件为：温度37℃,初始pH6.5,种龄6h,接种量2%,溶氧量75mL/250mL,培养时间24h。另外生长曲线及抗菌活性曲线表明细菌素在发酵2h以后就开始产生,20h抑菌活性达到最大值,36h后抑菌活性下降,即细菌素的大量积累始于对数期末期。通过硫酸铵盐析实验,确定采用饱和浓度为25%的硫酸铵就能把B.C119发酵液中的大部分抗菌物质沉淀出来。对分离出的B.C119细菌素的性质研究表明,此细菌素具有较好的热稳定性和酸碱稳定性,在30℃、40℃…100℃下分别处理30min、1h和2h,其中80℃处理1h抑菌活性下降9%,100℃处理2h抑菌活性下降最明显为25%。在pH4-10的范围内抑菌活性基本没有变化,pH小于4时最大下降率为27%,pH大于11时最大下降率为18%。有机溶剂的处理对B.C119细菌素的抗菌活性有一定的影响,经过甲醇、乙醇、正丁醇和氯仿处理的透析液的抑菌活性分别下降了56.5%、40%、45.5%和30%。经过胃蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理的透析液的抑菌活性分别下降了48%、40%和28%,抗菌物质损失较大,这一结果更加证实了细菌素的蛋白质性质。B.C119的发酵液经过离心、浓缩、沉淀和透析一系列处理后得到B.C119抗菌物质的粗提液,经Sephadex G-50分离后,得到2个蛋白洗脱峰,抑菌活性测定发现只有第二个洗脱峰具有抗菌活性,并且洗脱峰与抗菌活性具有一致性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 开发天然抗菌物质的必要性
• 1.1.1 主要的食品病原菌和食品腐败菌
• 1.1.2 生物防腐剂
• 1.2 细菌素的研究概况及应用
• 1.2.1 细菌素的定义
• 1.2.2 细菌素的分类
• 1.2.3 细菌素的抑菌作用机制及抗菌谱
• 1.2.4 细菌素的应用
• 1.2.4.1 细菌素在食品行业中的应用
• 1.2.4.2 细菌素与生物农药
• 1.2.4.3 细菌素在医疗方面的应用
• 1.2.4.4 细菌素在饲料行业中的应用
• 1.3 芽孢杆菌细菌素的研究现状
• 1.3.1. 芽孢杆菌属及其抗菌物质
• 1.3.2 芽孢杆菌的广泛应用
• 1.3.2.1 在食品加工方面的应用
• 1.3.2.2 在生物防治方面的应用
• 1.3.2.3 在生物制药方面的应用
• 1.3.3 枯草芽孢杆菌细菌素
• 1.3.4 其它芽孢杆菌细菌素
• 1.4 细菌素的分离提取
• 1.4.1 细菌素的分离提取
• 1.4.2 抗菌活性的测定方法
• 1.5 本课题的研究意义
• 第二章 产细菌素芽孢杆菌的筛选及其鉴定
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 材料
• 2.2.1.1 主要仪器与试剂
• 2.2.1.2 样品来源
• 2.2.1.3 指示菌
• 2.2.1.4 培养基
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.2.1 菌株的初筛
• 2.2.2.2 菌株的复筛
• 2.2.2.3 指示菌悬液的制备
• 2.2.2.4 抗菌活性测定方法
• 2.2.2.5 菌株鉴定
• 2.2.2.6 抗菌谱的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 菌株筛选
• 2.3.2 菌株鉴定
• 2.3.2.1 菌落、菌体形态观察
• 2.3.2.2 生理生化试验
• 2.3.3 抗菌谱的测定
• 2.4 本章小结
• 第三章 枯草芽孢杆菌B.C119产细菌素发酵条件的优化
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.1.1 试验菌种
• 3.2.1.2 指示菌
• 3.2.1.3 液体发酵培养基
• 3.2.1.4 实验试剂
• 3.2.1.5 实验仪器与设备
• 3.2.2 试验方法
• 3.2.2.1 不同碳源对B.C119抑菌活性的影响
• 3.2.2.2 不同碳源对B.C119抑菌活性的影响
• 3.2.2.3 培养基成分正交试验
• 3.2.2.4 培养温度对B.C119抑菌活性的影响
• 3.2.2.5 初始pH对B.C119抑菌活性的影响
• 3.2.2.6 种龄对B.C119抑菌活性的影响
• 3.2.2.7 溶氧量对B.C119抑菌活性的影响
• 3.2.2.8 接种量对B.C119抑菌活性的影响
• 3.2.2.9 B.C119的生长曲线及抗菌活性曲线
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同碳源对B.C119抑菌活性的影响
• 3.3.2 不同碳源对B.C119抑菌活性的影响
• 3.3.3 培养基成分正交试验
• 3.3.4 培养温度对B.C119抑菌活性的影响
• 3.3.5 初始pH对B.C119抑菌活性的影响
• 3.3.6 种龄对B.C119抑菌活性的影响
• 3.3.7 溶氧量对B.C119抑菌活性的影响
• 3.3.8 接种量对B.C119抑菌活性的影响
• 3.3.9 B.C119的生长曲线及抗菌活性曲线
• 3.4 本章小结
• 第四章 枯草芽孢杆菌B.C119产细菌素的粗提及性质研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.1.1 实验菌株
• 4.2.1.2 指示菌
• 4.2.1.3 液体发酵培养基
• 4.2.1.4 主要试剂
• 4.2.1.5 主要仪器
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.2.1 验证B.C119抑菌物质的蛋白质性质
• 4.2.2.2 硫酸铵盐析最佳浓度的确定
• 4.2.2.3 细菌素对蛋白酶的稳定性
• 4.2.2.4 细菌素的温度稳定性
• 4.2.2.5 细菌素的pH稳定性
• 4.2.2.6 细菌素对有机溶剂的稳定性
• 4.2.2.7 凝胶层析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 验证B.C119抑菌物质的蛋白质性质
• 4.3.2 硫酸铵盐析最佳浓度的确定
• 4.3.3 B.C119细菌素的性质研究
• 4.3.3.1 细菌素的蛋白酶稳定
• 4.3.3.2 细菌素的温度稳定性
• 4.3.3.3 细菌素的pH稳定性
• 4.3.3.4 细菌素对有机溶剂的稳定性
• 4.3.4 凝胶层析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录