1、乳鏈菌肽(Nisin)是一種天然食品防腐劑，能夠抑制許多革蘭氏陽性致病菌的生長,是唯一一種允許商業(yè)化生產的天然食品防腐劑。目前，我國只有少數企業(yè)生產Nisin，且產量與純度都遠低于國外同類產品，本論文旨在通過優(yōu)化發(fā)酵條件和代謝調控的手段提高Nisin的產量，并通過分析了解Nisin代謝過程的調控機制。 本研究通過從五種乳酸菌發(fā)酵培養(yǎng)基中選出CM培養(yǎng)基作為初始發(fā)酵培養(yǎng)進行優(yōu)化，在此基礎上摸索出了Nisin發(fā)酵生產的最適初始pH值為

2、7.0，最適種量為3％，最佳接種種齡為12h。 隨后，本研究從營養(yǎng)調控、氨基酸代謝調控和乳酸的反饋調控三種手段對Nisin的代謝進行了調控。 營養(yǎng)調控通過單因素的摸索，決定在CM培養(yǎng)基的基礎上添加玉米漿作為補充氮源，磷酸二氫鉀作為磷源進行發(fā)酵。然后利用Plackett-Burman試驗確定影響Nisin效價的三個主要因素為蔗糖、酵母膏和磷酸二氫鉀的濃度，并使用Box-Behnken試驗分析方法確定了三個主要因素最佳發(fā)酵濃

3、度分別為39g/L、18.5g/L和20.5g/L。優(yōu)化后的培養(yǎng)基發(fā)酵生產Nisin的效價為1687±5IU，提高了740IU/mL。 氨基酸的調控通過分析得出Arg、Cys、Trp對Nisin的生產有正調控作用，添加lg/L的這三種氨基酸分別使Nisin的效價提高了224±5IU/mL，130±5IU/mL、118+5IU/mL，而lg/L的Pro對Nisin的合成有負調控作用使Nisin效價降低了138±5IU/mL。Lac

4、tococcus lactis在延滯期大量利用游離態(tài)的氨基酸，進入對數生長期后主要利用分解蛋白質產生的氮源。試驗證明Lactococcus lactis利用的主要靠從周圍環(huán)境中吸收Arg，而不依賴自身合成。在Nisin代謝過程中精氨酸的消耗量最大，隨Arg添加量的增加Nisin的產量不斷增加，但增加幅度降低，當精氨酸添加量高于8g/L時，Nisin產量基本不再增長，此時效價增加了450IU/mL。 最后本試驗研究了乳酸的反饋調控

5、，計算得出發(fā)酵過程中蔗糖代謝轉化為乳酸的轉化率為83.3％。經驗證，乳酸的抑制作用一方面來自于pH值的下降，另一方面來自于乳酸根的累積。通過流加5M NaOH控制發(fā)酵液pH值為7.0左右時，使Nisin發(fā)酵產量在優(yōu)化的培養(yǎng)基的基礎上又提高420±5IU/mL。而當發(fā)酵液中乳酸根的含量達到7％時Nisin停止生產并由此推斷出乳酸根的積累是補糖發(fā)酵的限制性因素。 經過以上培養(yǎng)條件的優(yōu)化和代謝調控過程之后，Nisin的效價共提高了近1