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近年来,随着人们生活水平的不断提升,食品安全问题日趋受到重视。越来越多的国内外学者致力于开发低毒高效的天然抗菌物质。乳酸菌能产生多种天然抗菌物质,包括有机酸、过氧化氢、细菌素等。其中细菌素是食品防腐保鲜领域最为关注的热点。本实验采用的是南京农业大学酶工程实验室从东北泡菜中分离得到的一株新型细菌素产生菌——Lactobacillus plantarum JLA-9,其产生的细菌素对格兰氏阳性菌和格兰氏阴性菌均具有较好的抑菌效果。本研究的目的是通过紫外(UV)诱变、亚硝基脈(NTG)诱变、60Coγ射线诱变以及常压室温等离子体(ARTP)诱变处理该菌株,获得目的性状正突变的亲本库,然后利用基因组改组的方法提高菌株相对抑菌效价,得到效价提高且性状稳定的菌株,对菌株进行包埋并将其应用于食品防腐保鲜。本文主要研究结果如下:1.理化诱变建立了高产细菌素Lactobacillus plant JLA-9菌株亲本库:通过测定Lactobacillus plant JLA-9生长曲线,确定了菌株最佳诱变时间点为14 h;分别采用UV、NTG、60Coγ射线以及ARTP诱变,通过测定致死率曲线和正突变率曲线,确定了紫外诱变最佳条件为:紫外辐射功率18 W,照射距离20 cm,照射时间90s;NTG诱变最佳条件为:水浴温度37℃,水浴时间20 min,NTG浓度4 mg/mL;60Coγ射线诱变最佳条件为:辐照剂量600 Gy,剂量率15 Gy/min;A]RTP诱变最佳条件为:射频功率200 W、气体流量10 SLM、有效距离2 mm、处理时间10 s。Lactobacillusplant JLA-9经上述四种方法诱变后,经初筛和复筛,得到8株抑菌效价提高较大的菌株,分别为 UV90-115、UV90-159、N4-26、N4-27、60Coy600-9、60Coy600-67、ARTP10-37、ARTP10-61,相对于原始菌株,其抑菌效价分别提高了 35.64%、23.61%、14.94%、38.79%、31.25%、37.30%、35.02%、48.06%。2.通过原生质体融合获得细菌素高产菌株:首先对原生质体制备、灭活、融合条件进行摸索,以原生质体形成率和再生率为指标,得到原生质体制备最佳条件为:溶菌酶浓度20 mg/mL,酶处理时间20 min,高糖缓冲液浓度0.5 mol/L;以原生质体致死率为指标,得到双亲原生质体灭活最佳条件为:紫外照射210 s和水浴处理50 min;以原生质体融合率为指标,得到原生质体融合最佳条件为:促融剂PEG6000浓度40%,融合时间6 min。以理化诱变得到的8株高产突变株为亲本菌株,经过四轮基因组改组,筛到一株抑菌效价最高的菌株F4-2,其效价达到7374.76 IU/mL,相对于原始菌株提高了 2.35倍,且该菌株具有遗传稳定性。3.微囊化乳酸菌制备条件优化:经单因素试验和响应面分析,确定乳酸菌胶囊最佳制备条件为NaAlg浓度1.94%,CaCl2浓度2%、菌体浓度8.53%,此时菌体包埋率可达88.68%。对包埋菌体抑菌活性进行测定,发现其在发酵48 h达到抑菌活性最大值,晚于游离菌体(32 h),但包埋菌体抑菌活性降低速率要比游离菌体慢,体现了包埋菌体的缓释效果。对包埋菌体和游离菌体在人工胃液和人工肠液中的存活率进行测定,发现在人工肠液中二者存活率相近,均在95%以上;而在人工胃液中,包埋菌体存活率可达21.1%,游离菌体不到1%,表明包埋对菌体在酸性环境中的保护作用。4.乳酸菌胶囊在酸奶中的应用:将胶囊添加到含有大肠杆菌的酸奶中,测定发酵及贮藏过程中微生物数量变化,发现与对照组相比,胶囊组乳酸菌存活率更高,大肠杆菌数量更少,贮藏20 d后,胶囊组乳酸菌数量比对照组多3.16 logCFU/g;贮藏12 d后,对照组大肠杆菌数量为3.89logCFU/g,而胶囊组已检测不到大肠杆菌,这体现了胶囊对乳酸菌的保护作用及乳酸菌的抑菌作用。将胶囊加到未经大肠杆菌污染的酸奶中,测定贮藏过程中酸奶各项理化指标(脂肪含量、蛋白质含量、非脂乳固体含量、pH值及滴定酸度)的变化,发现与对照组相比,添加胶囊的处理组对酸奶理化指标无显著影响。