薛氏丙酸杆菌(Propionibacterium.shermanii)是瑞士奶酪制作中一种常用的发酵菌株,它对于奶酪的风味和质构有着重要影响。薛氏丙酸杆菌发酵上清液经离心、pH调节和喷雾干燥等过程得到的产品称为丙酸杆菌代谢物(Propionibacterium metabolites)。丙酸杆菌代谢物主要对导致食品腐败变质的革兰氏阴性菌发挥抑制作用,此外对少数革兰氏阳性菌、霉菌和放线菌也具有抑制作用,因此可以作为生物防腐剂添加到食品中用于延长其货架期。与山梨酸钾和苯甲酸钠等传统化学防腐剂相比具有来源天然、微量高效和无毒副作用等优点,在食品防腐行业有着广阔的应用前景。但目前条件制备得到的丙酸杆菌代谢物存在发酵周期长、单位抑菌活性低和代谢物颜色过深等问题,单位抑菌活性过低意味着在食品中更大的添加量才能达到防腐效果,但过大的添加量却严重影响了食品的口感和风味,颜色过深的丙酸杆菌代谢物用于酸乳饮料等产品中会影响产品的色泽和光洁度,消费者也难以接受。这些技术难题都限制了丙酸杆菌代谢物在食品行业中的广泛使用。丙酸杆菌代谢物中的抗菌肽可以用于烧伤病人伤口抗感染药物的制备,但其中除了抗菌肽外还含有大分子杂蛋白、丙酸、乙酸和无机盐等杂质,只有高纯度的丙酸杆菌抗菌肽才能为其在抗感染药物中的使用提供可能,这就使得丙酸杆菌抗菌肽的分离纯化也变得尤为迫切而重要。针对丙酸杆菌代谢物面临的以上难题,本文的研究内容主要包括：发酵期间通过补料葡萄糖和乳酸钠等碳源以期提高丙酸杆菌代谢物的单位活性；通过4种浅颜色酵母粉和8种水解植物蛋白粉发酵实验寻找最佳替代氮源；利用SD-2脱色树脂尝试了丙酸杆菌发酵液的脱色；在发酵制得丙酸杆菌代谢物的基础上研究了丙酸杆菌代谢物的蛋白酶敏感性、热稳定性、抑菌谱和对酸土环酯芽孢杆菌芽孢萌发的影响。初步探究了丙酸杆菌抗菌肽的分离纯化方法,同时通过TLC技术、傅里叶变换红外光谱、MALDI-TOF/TOF技术和氨基酸组分分析对纯化得到的丙酸杆菌抗菌肽进行了初步鉴定。发酵期间碳源补料实验表明：初始发酵培养基中还原糖和乳酸钠分别在在72h以内和24h以内消耗殆尽,而此时正是菌体积累代谢产物的旺盛时期,补料葡萄糖和乳酸钠均能不同程度提高发酵终产物的抑菌活性,单一补料葡萄糖效果优于单一补料乳酸钠,葡萄糖补料次数过多会限制菌体代谢产物的积累,最佳补料模式为24h和48h各补料一次乳酸钠,72h和96h各补料一次葡萄糖,此时代谢物抑菌活性比对照组提高30.02%。4种浅颜色酵母粉和8种水解植物蛋白作为替代氮源发酵实验表明：FM802酵母粉和HVP-FSC水解植物蛋白粉为最佳氮源替代物,FM802作为替代氮源时对照组和实验组代谢物抑菌活性分别为22.91Au/mL和23.27Au/mL, FM802组抑菌活性虽提高不明显,但却达到了和对照组相当的抑菌活性,且价格为对照组的1/2,故可以作为替代氮源；当用HVP-FSC发酵时,实验组和对照组抑菌活性分别为31.1Au/mL和25.38Au/mL,抑菌活性提高了22.54%,价格是对照组酵母粉的1/4。丙酸杆菌代谢物性质的研究结果表明：通过CXY-2薛氏丙酸杆菌发酵制得的丙酸杆菌代谢物对胃蛋白敏感,对胰蛋白酶和木瓜蛋白酶不敏感；该丙酸杆菌代谢物具有良好的热稳定性；抑菌谱实验表明：丙酸杆菌代谢物不仅对恶臭假单胞菌等5种G-有抑制作用,对青霉、黑曲霉和酵母等真菌也具有抑制作用,对枯草芽孢杆菌等6种G+无抑制作用,但对酸土环酯芽孢杆菌(G+)芽孢萌发有抑制作用。薛氏丙酸杆菌代谢物分离纯化实验结果表明：采用Sephadex G-10和Superdex peptide凝胶过滤等方法纯化得到的丙酸杆菌素单位抑菌活性比初始发酵液提高了6.8倍,活性得率为10.9%。MALDI-TOF法测定其分子量为699Da的小分子；TLC分析表明该样品为一类极性较强,含有游离a氨基或a羧基的多肽类物质；傅里叶变换红外光谱分析表明该样品含有肽键等不饱和键；氨基酸组分分析结果表明：该细菌素主要由谷氨酸、甘氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、脯氨酸和异亮氨酸组成,7种氨基酸含量为82.4%。综合上述实验结果推测本研究纯化得到的丙酸杆菌素很可能是一种强极性,小分子、具有抑菌作用的的丙酸杆菌抗菌肽。