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随着经济的不断发展,食品安全问题得到越来越多的重视,化学防腐剂的乱用、滥用以及在人体内毒素蓄积让人们感到担忧。细菌素因易被人体内蛋白酶降解,无残留,无毒副作用,无抗药性等特点而被广泛研究,目前被广泛应用到食品当中的Nisin已被公认为GRAS天然食品防腐剂。但随着不断的研究发现Nisin在应用中存在一些不足,Nisin的抑菌谱较窄仅对近源的乳酸菌、金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌有抑制作用,且仅在酸性条件下才具有较好的抑菌活性、热稳定性及溶解性的特点极大的限制了其在食品防腐方面的应用。相对于Nisin的不足,片球菌素(Pediocin)主要由片球菌属产生,具有较广的抑菌谱,尤其对单增李斯特菌具有极强的抑制作用,并具有较好的热稳定性,同时大部分片球菌素在pH=210范围内稳定,在食品防腐保鲜领域中具有更广泛的应用前景。本文从多个从蒙古家中采集的干酪样品中筛选出一株对单增李斯特菌具有极强抑制作用的菌株,并对该菌株进行鉴定。同时对该菌株产生的细菌素的生物学性质、菌株的发酵条件、表达基因的克隆等方面进行深入的研究,具体研究如下:1、戊糖片球菌C-2-1的筛选及鉴定。从蒙古干酪样品中利用打孔法筛选得到一株对单增李斯特菌具有明显抑菌作用的菌株C-2-1,排除有机酸和过氧化氢的影响后,通过酶敏感性实验说明抑菌物质为蛋白质类,即细菌素。通过对菌株C-2-1进行形态学特征分析及16S rDNA基因序列同源性分析鉴定菌株C-2-1为戊糖片球菌,命名为戊糖片球菌C-2-1(Pediococcus pentosaceus C-2-1),其所产的细菌素命名为戊糖片球菌素(Pediocin C-2-1)。2、戊糖片球菌素C-2-1的生物学性质的研究。以单核细胞增生李斯特菌ATCC19114为指示菌,当戊糖片球菌C-2-1生长到稳定期2226h时,达到最大抑菌活性5120AU/mL;细菌素C-2-1对多种革兰氏阳性菌有较强的抑制作用,对供试的革兰氏阴性菌和酵母菌无明显抑制作用;对指示菌单增李斯特菌的作用方式为杀菌;在6090℃及pH=2.09.0条件下抑菌活性稳定;对SDS、吐温-20、吐温-80、尿素、NaCl、EDTA不敏感;对其产生菌细胞表面无吸附性;通过Tricine-SDS-PAGE确定其分子量在5.87.8KDa之间。3、戊糖片球菌C-2-1的发酵条件进行优化。首先用单因素的方法确定最优条件即将传代2次活化后的种子液以2%接种量在30℃静置培养,培养基初始pH为6.5。再用响应面法对产细菌素的发酵培养基进行优化,通过PB试验找到影响细菌素产生的显著因素硫酸锰、无水乙酸钠、酵母粉,然后通过最陡爬坡试验逼近最大响应区域,再利用CCD试验设计找出了戊糖片球菌C-2-1发酵的最佳培养基配方乳糖15 g/L、鱼粉蛋白胨3.75 g/L、柠檬酸铵1.5 g/L、硫酸镁0.435 g/L、吐温-80 1.125 g/L、硫酸锰0.24 g/L、无水乙酸钠3.38 g/L、酵母粉12.17 g/L,在此条件下预测抑菌活性为10566.4 AU/mL,验证结果为10752 AU/mL,与预测结果接近,比优化前抑菌活性提高了2.1倍4、片球菌素C-2-1的ped A基因在大肠杆菌内的异源表达。设计引物(Pedio R,Pedio F),通过PCR的手段得到ped A基因,构建克隆载体pEASY–T3–ped A进行测序无误后,利用大肠杆菌表达载体p ET-28a,转化到表达宿主菌BL21(DE3)中在30℃下,经1mmol/L的IPTG诱导4h后,实现了重组蛋白的可溶性表达。利用Ni2+亲和层析柱,收集到单一组分的重组蛋白,利用打孔法测定纯化后的重组蛋白对单增李斯特菌有明显的抑菌活性。戊糖片球菌通常分离自蔬菜和肉制品中,而在乳制品中的生长较差,极少有相关报道;同时因单增李斯特菌在低温、低pH下能在许多乳制品中生长,而引起乳制品安全问题也频繁发生。因此本文从蒙古干酪中筛选到的戊糖片球菌C-2-1及对其所产片球菌素C-2-1的研究为戊糖片球菌细菌素在乳制品中的工业化生产和应用提供了理论依据。