[发明专利]植物乳杆菌ZJ316高密度发酵产细菌素的方法

说明书

本发明公开了植物乳杆菌ZJ316高密度发酵制备细菌素的方法。该方法将植物乳杆菌ZJ316接种至培养基内进行发酵培养，得到细菌素，培养采用指数补料的方式进行补料培养，指数补料的底物中碳源和氮源的质量比为1：1.9～2.1；培养基的pH为5.8～6.2。该种方法调节控制底物中碳源和氮源的质量比，以及培养基的pH，通过指数补料的方式来进行植物乳杆菌ZJ316的高密度发酵培养，大大提高了细菌素的产量，同时也保证了细菌素的纯度和活性。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及植物乳杆菌ZJ316高密度发酵制备细菌素的方法。

背景技术

细菌素是由乳杆菌产生的一种耐高温、耐酸、在人体中可降解、安全无毒，且具有较强抑菌活性的抗菌短肽。细菌素是由微生物通过核糖体合成机制产生的一类具有抗菌活性的蛋白质或低分子量多肽物质，抑菌范围不仅仅局限于同源的细菌，产生菌对其细菌素具有自身免疫性。

细菌素作为一种特殊的抗菌抑菌蛋白质，具有抑菌活性强、生物相容性好、性能稳定、可生物降解、可消化吸收、生物安全性高的特点，在预防及治疗畜禽疾病、生产绿色生物食品、饲料添加剂和生物兽药领域具有广阔的开发应用前景。

植物乳杆菌ZJ316的生长与细菌素的生成具有较强的关联性，可以通过增加菌体的密度来提高细菌素的产量。菌体密度又与补料方式和发酵培养的pH有关，但是补料方式与pH对菌体密度的影响关系有比较复杂，之间不是简单的线性关系，所以目前仍没有一种较好的通过提高菌体密度来提高细菌素产量的方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出植物乳杆菌ZJ316高密度发酵制备细菌素的方法，该种方法通过指数补料的方式进行发酵培养，同时又通过调节底物中碳源和氮源的质量比、培养基的pH来增加植物乳杆菌ZJ316的密度，从而增加了细菌素的产量。

本发明提出植物乳杆菌ZJ316高密度发酵制备细菌素的方法，将植物乳杆菌ZJ316接种至培养基内进行发酵培养，得到细菌素，所述培养采用指数补料的方式进行补料培养，所述指数补料的底物中碳源和氮源的质量比为1：1.9～2.1；所述培养基的pH为5.8～6.2。

由于乳杆菌在培养发酵时，0～2 h时菌体生长缓慢，为迟缓期，2 h以后菌体生长速度加快，进入对数生长期，16～22 h，菌体生长速度减缓，是菌体的生长稳定期。在消耗方面：在迟缓期，发酵液中的营养物质消耗缓慢；进入对数期后发酵液中营养物质含量迅速下降；在稳定期，营养物质的消耗速度有所减缓，发酵结束时营养物质最低。对于产细菌素方面，2 h开始细菌素开始产生，6 h后，细菌素的生成速度开始加快，在24 h发酵液中细菌素的效价值达到最大。随着发酵的继续，细菌素的活性开始下降。

所以，采用采用指数补料的方式最为符合乳杆菌的生长需求，随着菌体的生长，给予所需的补给，这样不仅满足了菌体的生长需要，而且也避免了，菌体在迟缓期时补入大量营养物质，例如引起葡萄糖效应，积累大量有机酸，反而抑制了菌体的生长。

底物中的碳源和氮源比例对乳杆菌的生长以及细菌素的产生也会带来较大的影响，随着底物中氮源比例的增加，菌体数量与产细菌素的量都有所提高。这可能是由于发酵液中缺乏氮源所提供的促进菌体生长与代谢所需要的维生素、游离氨基酸等营养因子；但是，当氮源的比例增加至一定值时，菌体生物量与发酵液中细菌素的效价值都有所降低，此时氮源就转化成了限制性因子。所以，本发明采用的碳源与氮源的比例为1：1.9～2.1，菌体生物量、菌体密度与细菌素的效价值都达到最高值。