食品和水中亚硝酸盐污染对人类的健康有很大的危害。乳酸菌是人体的益生菌,可以产生亚硝酸盐还原酶,该菌可以应用于控制食品和水中亚硝酸盐的含量。本论文利用实验室前期筛选和鉴定的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),首先初步研究了该菌株降解亚硝酸盐的机理,然后通过菌种选育和发酵条件的优化实验提高菌株的产酶量,从而提高菌株降解亚硝酸盐的能力,获取高产亚硝酸盐还原酶的优良菌株,最后选择一种合适的包埋载体和方法固定化优良菌株,得到重复利用且不易受环境影响的高效降解亚硝酸盐的固定化细胞。论文第二章,通过对植物乳杆菌降解亚硝酸盐机理的研究,得出在低p H下,尤其是当p H<4.5时,亚硝酸盐在酸性条件下不稳定,发生一定程度的自然降解。基于发酵过程的监控,得出植物乳杆菌对亚硝酸盐的降解分为酶降解和酸降解两部分,在发酵前期,发酵液p H大于4.5时,主要以酶降解为主,发酵后期,p H小于4.0后,主要以酸降解为主。为了减少酸解部分,增加酶解部分,通过调节发酵后的p H为6.0,然后再测定菌株降解亚硝酸盐的能力。通过对亚硝酸盐降解曲线的绘制,该菌株在亚硝酸盐诱导1.5 h之后,8 h降解率达到了75%,此时发酵液的p H为4.66,大于4.5,12 h降解率达到93%,此时的p H为4.36,24 h降解率达到了95%,此时p H为4.34,小于4.5,得出测定该菌株产酶降解亚硝酸盐能力的时间在1.5 h到8 h之内较为合适。论文第三章,菌株经UV和DES复合诱变,获得了一株优良的菌株UV6-DS2,该菌株在200 mg/L亚硝酸盐的环境条件下,8 h后,相对于出发菌株,亚硝酸盐的降解率由82.8%提高到90%,降解率提高了7.2%。得到的优良菌株UV6-DS2,通过发酵条件的优化,得出菌株的最适培养条件为初始p H为6.5、接种量为8%、温度为35℃,培养方式为静置培养,最适的亚硝酸盐诱导量为400 mg/L,最适的碳源为葡萄糖,添加量为2%,最适的氮源为复合氮源大豆蛋白胨与酵母膏,按1:1的质量比,2.5%的添加量,金属离子Fe2+、Cu2+可以显著提高酶活,提高亚硝酸盐降解率,而Mg2+、Mn2+、Ca2+对酶活影响不大。论文第四章,比较了三种固定化方法包埋优良菌株,分别是海藻酸钠(SA)包埋法、聚乙烯醇(PVA)包埋法、海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠(ACA)包埋法,通过小球的机械强度、制备的复杂程度以及降解亚硝酸盐的能力,得出最好的包埋载体为海藻酸钠。然后对海藻酸钠包埋法进行了正交优化,确立最合适的包埋条件,最显著因素海藻酸钠浓度为2.25%、氯化钙浓度为1.25%、固定化时间1.5 h。最后通过向海藻酸钠中混入不同分子量的聚乙二醇(PEG),改变凝胶小球的孔径,改善小球的通透性,增加底物与酶的结合,得出PEG 6000的效果最好,此时的亚硝酸盐的降解率达到了76.9%,提高了27.3%。