本發明屬于乳酸乳球菌發酵制備nisin的技術領域。涉及一種控制發酵培養體系pH值以提高乳酸鏈球菌素產量的方法。

背景技術：

乳酸鏈球菌素(nisin)，是由某些乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)在代謝過程中合成的34個氨基酸組成的小分子多肽。

nisin具有抑菌作用，對于大多數的革蘭氏陽性菌，特別是細菌的芽孢具有抑菌效果。乳酸鏈球菌素能抑制葡萄球菌屬、鏈球菌屬、小球菌屬和乳桿菌屬的大部分菌種；抑制大部分梭菌屬和芽孢桿菌屬，并且通過與其它的抑菌劑聯合還能夠抑制革蘭氏陰性細菌的生長。乳酸鏈球菌素作為一種多肽類物質添加于食品中不會被微生物分解，但是nisin對于蛋白水解酶特別敏感，人體食用后就會被消化道內的蛋白酶降解成游離的氨基酸，不會產生抗性和過敏反應，因此是一種非常安全的生物防腐劑。以上優點使得nisin廣泛應用于乳制品、肉制品、罐頭制品、飲料類的保鮮中。

高純的nisin是一種白色或微顯黃色的結晶粉末，略帶咸味。

現有的nisin發酵技術通過補料等方式維持發酵條件在pH6.0-7.2之間。

現有的方法發酵生產乳酸鏈球菌素，其產率較低。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術產率低的不足，提供一種控制發酵培養體系pH值以提高乳酸鏈球菌素產量的方法。

本發明的技術方案概述如下:

一種控制發酵培養體系pH值以提高乳酸鏈球菌素產量的方法，包括如下步驟：

(1)將乳酸乳球菌在發酵培養基初始pH值為7.2的條件下發酵6小時；

(2)用下述步驟之一種進行：

第一種：調節pH值并恒定在pH＝6.2，直至發酵結束；

第二種：調節pH值并恒定在pH＝6.2，繼續發酵6小時；再調節pH值并恒定在pH＝4，直至發酵結束；

第三種：調節pH值并恒定在pH＝6.2，發酵6小時；再調節pH值并恒定在pH＝4，發酵6小時，再調節pH值并恒定在pH＝3，直至發酵結束。

發酵培養基優選用下述方法制成：將酵母膏15g，蛋白胨15g，磷酸二氫鉀20g，蔗糖20g，玉米漿3g，半胱氨酸2.6g，NaCl 1.5g，MgSO₄·7H₂O 0.15g，加水至1L，調節pH＝7.2，滅菌。

本發明的優點：

通過調節乳酸乳球菌發酵過程的發酵培養基pH值，增強發酵培養基內的nisin穩定性，從而提高nisin產量。本發明的方法使nisin的得率及生產強度提高。

附圖說明

圖1為原始發酵條件下Nisin的發酵得率。

圖2為實施例1Nisin的發酵得率。

圖3為實施例2Nisin的發酵得率。

圖4為實施例3Nisin的發酵得率。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。

本發明是以乳酸乳球菌乳亞種(lactococcus lactis subsp.lactis命名為YF11，已于2016年05月10日保藏)為例，實驗證明，其它的乳酸乳球菌也可以用于本發明。

各實施例所用的乳酸乳球菌乳亞種(Lactococcus lactis subsp.lactis)YF11菌株保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心,保藏號為CGMCC NO.12429，保藏時間為2016年5月10日。地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號中國科學院微生物研究所，郵編100101。該菌以下各實施例簡稱乳酸鏈球菌YF11。

各實施例的種子培養基(g/L)：酵母粉15，蛋白胨15，磷酸二氫鉀20，蔗糖15，NaCl 1.5，MgSO4·7H2O 0.15，余量為水，pH＝7.2，121℃滅菌20min。

各實施例的發酵培養基用下述方法制成：將酵母膏15g，蛋白胨15g，磷酸二氫鉀20g，蔗糖20g，玉米漿3g，半胱氨酸2.6g，NaCl 1.5g，MgSO₄·7H₂O 0.15g，加水至1L，用0.1M氫氧化鈉溶液調節pH＝7.2，121℃滅菌20min。

各實施例的乳酸乳球菌的種子培養：將乳酸乳球菌乳亞種YF11凍干粉末接入盛有100ml種子培養基的250ml錐形瓶中，在30℃的培養箱中進行12h靜置培養；再轉接至種子培養基中，30℃進行活化12h，連續傳代3次，每代培養8h。

實施例1

一種控制發酵培養體系pH值以提高乳酸鏈球菌素產量的方法，包括如下步驟：

(1)將種子培養后獲得的乳酸鏈球菌乳亞種YF11接入到初始pH值為7.2的發酵培養基中發酵6小時；

(2)調節發酵培養基的pH值并恒定為6.2，發酵共21小時，結束發酵。nisin得率為6480IU/mL。見圖2。

實施例2

一種控制發酵培養體系pH值以提高乳酸鏈球菌素產量的方法，包括如下步驟：

(1)將種子培養后獲得的乳酸鏈球菌乳亞種YF11接入到初始pH值為7.2的發酵培養基中發酵6小時；

(2)調節發酵培養基的pH值并恒定為6.2，繼續發酵6小時；再調節pH值并恒定在pH＝4，發酵共21小時，發酵結束。Nisin得率為8980IU/mL。見圖3

實施例3

一種控制發酵培養體系pH值以提高乳酸鏈球菌素產量的方法，包括如下步驟：

(1)將種子培養后獲得的乳酸鏈球菌乳亞種YF11接入到初始pH值為7.2的發酵培養基中發酵6小時；

(2)調節發酵培養基的pH值并恒定為6.2，繼續發酵6小時；再調節pH值并恒定在pH＝4，再繼續發酵6小時，再調節pH值并恒定在pH＝3，發酵共21小時，發酵結束。Nisin得率為10210IU/mL。見圖4。

實施例4(對比例)

將種子培養后獲得的乳酸鏈球菌乳亞種YF11接入到初始pH值為7.2的發酵培養基中，發酵共21小時，Nisin得率在發酵第12h達到最高，產率為4020IU/mL。見圖1。