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乳酸菌素是一类具备抑菌杀菌作用的蛋白质或多肽,是一种生物防腐剂,可应用于食品工业。本研究以课题组从浓香型窖泥中已分离出的19株乳酸菌为出发菌株,通过琼脂扩散法筛选出一株具有较强抑菌效果的菌株SLP16。经试验排除酸、过氧化氢的干扰和蛋白酶处理试验,判定菌株SLP16所产抑菌物质具备了蛋白质属性,是一种乳酸菌素。通过形态、生理生化和16S rRNA序列分析,鉴定出菌株SLP16为副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei),其所产乳酸菌素命名为Lactocins SLP16。结合单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,得到产Lactocins SLP16的改良MRS培养基:葡萄糖20 g,大豆蛋白胨11.63 g,酵母膏5 g,乙酸钠7.02 g,牛肉膏10 g,柠檬酸氢二铵2 g,KH2PO4 2 g,MnSO4 0.25g,MgSO4 0.78 g,Tween-80 1 mL,水1000 mL。通过正交法得到产Lactocins SLP16的最佳发酵条件:发酵时间36 h,初始pH6,接种量6%,培养温度37℃。运用该配比及发酵条件进行验证试验,效价达1.8×104 IU/mL,为原来的3.31倍。对菌株SLP16进行液体发酵,采用双水相萃取获得粗提的乳酸菌素,用正交法优化萃取条件为22%的PEG2000,18%的硫酸铵,pH3,再经透析、冷冻干燥和Sephadex G-75凝胶柱层析获得纯的乳酸菌素,最终得率为81.3%,纯化了59.2倍,效价达2.3×105 IU/mL。通过SDS-PAGE电泳法测得Lactocins SLP16分子量为26 kDa。经氨基酸检测出Lactocins SLP16有17种氨基酸,甘氨酸含量最高。Lactocins SLP16作用于Bacillus subtilis的最小抑菌浓度为12.5μg/mL,最小杀菌浓度为50μg/mL。Lactocins SLP16具有良好的热稳定性,经121℃高温高压处理20 min仍保持90%的抑菌活性;在pH2-10范围内具有酸碱耐受性,但只在酸性和中性环境中才有抑菌效果;经过紫外线照射其抑菌活性保持在80%以上;抑菌谱广,对Bacillus subtilis、Escherichia coli和Staphylococcus aureus及某些乳酸菌有抑菌效果,对某些霉菌和酵母菌无抑菌效果。Lactocins SLP16对Bacillus subtilis的抑制作用为使其胞内核酸、蛋白类物质和带电物质大量泄漏,导致细胞不能正常合成所需的能量物质,扫描电镜观察处理后的Bacillus subtilis形态,出现自溶、孔洞、畸形和破碎等现象,导致细胞死亡。