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乳链菌肽是一种天然食品防腐剂,通过乳酸链球菌发酵获得。它能够有效抑制许多引起食品腐败变质的革兰氏阳性细菌及病原菌的繁殖。是目前国际上唯一允许商业化生产的天然食品防腐剂。本论文针对乳链菌肽发酵体系的特点提出了乳链菌肽测定方法的改进,发酵培养基的改进,发酵条件的优化,工业品对试剂培养基的替换,发酵液分离提取工艺流程等研究内容。为乳链菌肽顺利应用于工业化生产提供理论指导。 1.乳链菌肽的测定方法 研究了二剂量法测定乳链菌肽的活性以及二剂量法的主要影响因素,并通过C++程序计算效价。二剂量法降低了检测平板制备的难度,避免了采用标准曲线法造成的人为误差。对同一样品采用两种方法进行检测,标准曲线法所产生的误差是二剂量法的5倍。计算机程序的引入简化了数据处理的难度,尤其适合工业生产中大批数据的处理。 2.发酵培养基的改进 本论文应用的乳酸链球菌发酵培养基为（g/100ml）:蔗糖4,酵母提取物1,蛋白胨0.5,玉米浆5,磷酸二氢钾2,硫酸镁0.02,氯化钠0.2。应用此培养基配方发酵生产乳链菌肽,发酵液效价可稳定在6000～7000IU/ml。此培养基最大程度的利用了碳源,相对降低了氮源的用量,减少了发酵液的富氮现象,通过正交实验确定了氮源的最佳配比,使营养物被充分利用,同时缩短了发酵时间。氮源的价格远远高于碳源的价格,因此生产成本也相应降低,使得工业化生产乳链菌肽成为可能。 3.发酵条件的优化发酵过程中流加5mol/L的NaOH溶液将发酵液pH控制在6.20～6.25范围内,可获得发酵液效价最高。综合效价和菌体生长量的因素,选择发酵初始pH7.8、发酵温度30℃、接种量5%～6%等发酵条件最有利于乳链菌肽的代谢。利用数学模型判断发酵终点有效的避免了乳链菌肽活性的损失,从而获得发酵的最大收益。 4.发酵培养基的替换 通过对试剂和工业品单因素及交互因素的分析得到工业品用料合适质量浓度（g/100ml）:蔗源 4,蛋白胨 1,酵母提取物 1,玉米浆的 5,K2HPO4 2,MgSO4·7H2O 0.02,NaCl 0.2。应用此工业培养基进行乳链菌肽发酵,终点效价可稳定在6000IU/ml。相对试剂培养基,发酵液效价下降约10%,但成本仅为试剂培养基的61%。 5.乳链菌肽的分离提取工艺发酵液在下罐后3h内必须转移到预处理罐中。预处理操作条件为:pH为2.5,90℃加热20min。膜初步分离的操作压力为0.10MPa（表）,乳链菌肽膜分离的收率为67%。单因素实验确定盐析的操作条件:pH为3.5,硫酸铵质量浓度为25g/100ml,盐析时间1.0h。在此操作条件下乳链菌肽的盐析收率可达到90%以上。发酵液的离心分离在转速28000rad/min,流量15L/h的条件下进行,乳链菌肽收率可达到90%以上。应用此分离提取工艺,乳链菌肽的总收率在60%以上。