强化乳酸乳球菌蛋白水解功能提高氮源利用及nisin产量的研究

发布时间：2020-04-05 11:42

【摘要】：Nisin是一种小分子抑菌肽,天然防腐剂,主要应用于食品和医药行业。Nisin生产菌株乳酸乳球菌是营养缺陷型菌株,特别是氨基酸缺陷,对培养基中的氮源要求很高。乳酸乳球菌自身拥有的蛋白水解体系,可以将外源蛋白水解成肽和氨基酸,对提高菌株的生长以及促进代谢产物的形成具有重要意义。本文以脱脂豆粕(DSM)做为乳酸乳球菌生产nisin的唯一氮源,强化乳酸乳球菌的蛋白水解功能,提高菌体对豆粕氮源的利用率,增加nisin产量。根据发酵液pH值的变化以及DSM酶解液中肽分子量分布的结果。为进一步提高豆粕氮源的水解程度,利于菌体摄取氮源,促进菌体生长和nisin生产。表达外源胞外蛋白酶,通过发酵实验检测工程菌株的生长情况和nisin产量。结果显示F44/pnprB有较高的生物量和nisin产量。根据DSM酶解液氨基酸测定结果,一些菌株生长所必需的氨基酸含量较低,如甲硫氨酸、谷氨酸等。为降解富含这些氨基酸的肽。过表达相应的内源肽酶,通过发酵实验,筛选nisin产量显著提高的工程菌株。其中F44/ppepF和F44/ppepM的nisin产量从3879.58IU/mL提高到4445.34IU/mL和4389.91 IU/mL,效果显著。另外,工程菌株在豆粕酶解液添加量由30%降低到25%的培养基中发酵。结果显示NprB、OppA、PepF、PepM表达菌株有效的提高了nisin产量,表明加强了蛋白水解能力。将它们串联表达,加强蛋白水解体系整体的功能,提高对氮源的利用率,利于菌体生长和nisin生产。发酵实验结果显示,工程菌株BAFM的nisin产量达到5288.89 IU/mL,提高了36.3%。并且串联表达的工程菌株可进一步的降低发酵培养基中豆粕酶解液的添加量,相比于原始菌株降低了30%的用量。本文的研究成果有潜力应用于大规模工业发酵乳酸乳球菌生产nisin,并进一步降低生产成本。
【图文】：

Nisin分子结构示意图

乳球菌的蛋白水解体系Figure1-2ProteolyticsysteminLactococci
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ920.1

【参考文献】

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本文编号：2614971