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细菌素是一种小分子生物活性抗菌肽,在许多细菌的核糖体中合成并在细胞外释放。细菌素能够抑制或杀死原核生物,对一些具有抗生素抗性的细菌菌株仍有较强烈的抑制效果。细菌素与合成药物和化学防腐剂不同,即使在低剂量下,细菌素仍然具有快速和强效的作用,并且不会显著改变人体肠道的微生物群。其新的作用模式和对耐药菌株抑制的特性,使其在食品防腐和保鲜方面备受关注。细菌素的种类繁多,其中戊糖乳杆菌素多具有耐热性高、分子量小、在酸性或弱碱性条件下稳定的特点,并具有广泛的抑菌谱,此外对一些食品致病菌具有较强的抑制作用,在食品和制药工业方面具有潜在的应用价值。将本实验室保藏的菌株LS1进行16S r DNA鉴定,确定其种属为戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)。然后对其产细菌素的培养基组分及培养条件进行优化,结果显示经响应面法优化后戊糖乳杆菌LS1产细菌素的最佳培养条件为:培养温度36.3℃、培养时间43 h、初始p H 6.5和接种量2.9%;经正交试验优化后戊糖乳杆菌LS1产细菌素的最佳培养基组分为:葡萄糖添加量3.0%、复合氮源添加量2.0%、吐温80添加量0.25%。其次,本文还对戊糖乳杆菌LS1发酵液中的细菌素进行分离纯化。其发酵液通过60%饱和度的硫酸铵沉淀取上清,经Sephadex G-10柱色谱脱盐并纯化,然后SP Sepharose Fast Flow中度纯化,最后Superdex 30 Increase精细纯化。纯化后比活力1238.1 AU/mg,是原发酵液活性的110.5倍。根据LC-MS/MS离子阱液质联用仪测定细菌素分子量为1123.8 Da,氨基酸序列为ACDFCFCGMK。对戊糖乳杆菌素LS1抑菌谱及生物学特性进行了测定,结果显示Pentocin LS1对部分革兰氏阴性和阳性食品腐败菌具有抑菌活性。此外,Pentocin LS1具有良好的热稳定性和p H稳定性,在100℃加热15 min仍保留80.2%的活性,在p H 2.0～8.0范围内具有较强活性。对蛋白水解酶敏感,而对淀粉酶、脂肪酶及过氧化氢酶不敏感,此外Triton X-100、吐温80、十二烷基硫酸钠等化学试剂也对其活性无明显影响。利用荧光探针标记法研究细菌素Pentocin LS1对单增李斯特菌的抑菌作用,研究发现细菌素Pentocin LS1破坏细胞跨膜电位和p H梯度,引起单增李斯特菌细胞内K~+、ATP和磷酸盐离子的泄露,最终导致菌体死亡。本文从产细菌素菌株的鉴定,培养基和培养条件的优化,细菌素的分离纯化,理化性质及抑制单增李斯特菌五个方面进行研究,对开发高效、无毒、性质稳定和无污染的生物防腐剂具有重要的意义。