Surfactin工业分离纯化工艺及其对肉品的防腐保鲜效果

【摘要】Surfactin是芽孢杆菌脂肽中的典型代表,具有极强的表面活性和较强的生物活性,如抗茵、抗病毒、抗支原体、抗肿瘤和溶解血细胞的能力,在医药、食品加工和保藏、农业生防和环境保护等领域有着广阔的应用前景。由于Surfactin生产菌株性能较低、后期分离纯化成本过高使得Surfactin价格昂贵,目前市场上Surfactin相关产品很少。为了降低Surfactin分离纯化成本,本研究基于工业分离纯化的思路,开发了一条能用于大规模生产的分离纯化工艺,并将该工艺获得的高纯度Surfactin应用于肉品的防腐保鲜研究中,得出了以下结论：1.对Surfactir发酵液进行了絮凝预处理研究。先往发酵液中添加乙醇至终浓度为30%,再向混合液中分别添加CaCl2和Na2HPO4至终浓度均为0.5%,调节发酵液pH为5.0,絮凝30min后抽滤收集滤饼。将该滤饼充分溶解于30%乙醇溶液中,过滤、收集滤饼,再重复以上清洗过程2遍,收集最后滤饼。将滤饼用50%乙醇溶液清洗、过滤,收集滤液,将滤饼再用50%乙醇溶液重复清洗2遍,收集每次滤过液。将合并后的滤过液进行真空干燥,得到的固体样品中Surfactin纯度为79.5%,整个絮凝预处理过程的Surfactin回收率为91.9%。2.采用离子交换法对经预处理得到的Surfactin样品进行了纯化,并采用酸沉脱盐的手段对Surfactin进行了精制。静态实验筛选出D213阴离子交换树脂对Surfactin交换能力最大,为497.5mgg树脂,该树脂吸附Surfactin的最适pH为7.0,最佳解吸剂为0.7MNaCl.吸附等温实验得出D213树脂吸附Surfactin过程符合Langmuir吸附等温方程,属于熵推动的吸热反应(△H>0、△S>0),且该过程能自发进行(△G<0)。动力学实验表明该树脂吸附Surfactin的过程受颗粒扩散控制,颗粒扩散的表观活化能Ea=12.99kJ/mol。动态柱实验显示,上样浓度和上样流速分别为4832mg/L和2.0mL/min时能获得较大的动态树脂利用率,0.7MNaCl洗脱树脂能获得回收率为93.1%的含盐Surfactin溶液。最终采用酸沉脱盐的手段对Surfactin进行了精制,将Surfactin洗脱液用4.0M的HC1调节pH为2.0,离心收集沉淀再将沉淀采用与洗脱液等体积去离子水溶解,继续调节pH至2.0离心收集沉淀,最终将沉淀用去离子水溶解就可得到纯度为95.9%的Surfactin产品,整个离子交换结合脱盐精制过程的Surfactin回收率为88.1%。3.对采用预处理、离子交换纯化和脱盐精制获得的高纯度Surfacti(?)应用于肉品的防腐保鲜效果进行了研究。结果表明,Surfactin添加量为471.56ng/kg肉、943.12mg/kg肉和1886.24mg/kg肉时均对肉丸在4℃储藏过程有一定保鲜效果。与对照组相比,三种添加量的Surfactin能明显减缓肉丸中乳酸茵和假单胞菌属的生长繁殖,且效果均优于Nisin组。三种添加量的Surfactin能延长肉丸储藏期间菌落总数至第9天不超标,而对照组在第3天菌落总数就已经超标。另外,Surfactin处理组均能控制肉丸储藏过程中TVB-N的上升,第9天时最大添加量Surfactin组其TVB-N值仍小于20mgN/100g肉,维持鲜肉水平,而对照组在第6天就已经超标。三种添加量的Surfactin同样对肉丸储藏过程的脂肪氧化(TBARS值)、pH和色度起到一定的保鲜效果。在储藏的第9天,最大添加量的Surfactin组TBARS值远低于对照组和Nisin组；同时Surfactin能有效减缓肉丸储藏过程中pH的上升,使肉丸处于一个相对较低的pH环境；同时,最大添加量Surfactin组能减缓肉丸储藏过程a*值下降,保持肉丸较好色度,从而提高其消费性能。感官指标也表明,Surfactin具有一定的护色功效,能减缓因微生物作用而产生的恶臭味。
【作者】章栋梁；
【导师】陆兆新；
【作者基本信息】南京农业大学，食品科学，2013，硕士
【关键词】Surfactin；絮凝；预处理；离子交换；保鲜；

【参考文献】
[1]郭春乔.城市网格化管理研究[D].华侨大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[2]田婧.支原体肺炎患儿促炎/抗炎细胞因子水平变化的临床意义[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[3]井彦林,仵彦卿,崔中兴.关于环境岩土工程研究方法的探讨[J].煤炭工程,2004,02:51-54.
[4]徐芳.当前编目外包工作存在的问题及解决对策——以浙江工业大学图书馆业务外包实践为例[J].科技情报开发与经济,2014,11:3-5.
[5]李天立.M公司软件研发团队隐性知识共享机制研究[D].北方工业大学,工商管理,2013,硕士.
[6]李一娜.中国传统装饰云纹纹样在现代装饰设计中的应用研究[D].首都师范大学,美术学,2013,硕士.
[7]方靓.基于知识管理的跨国公司研发能力提升研究[D].云南财经大学,国际商务,2014,硕士.
[8]陈欢.基于粗糙集的数据约简及规则提取[D].福州大学,2004.
[9]邹绍芳.重金属电化学传感器及其在海水检测中应用的研究[D].浙江大学,2006.
[10]闫伟.基于TC1728N192永磁同步电机控制器的设计与研究[D].中北大学,车辆工程,2014,硕士.
[11]周成民.智能高压开关柜局部放电在线监测系统研制[D].江苏科技大学,模式识别与智能系统,2014,硕士.
[12]崔宝玉,陈强.资本控制必然导致农民专业合作社功能弱化吗?[J].农业经济问题,2011,02:8-15+110.
[13]王耀强.内蒙古奥特莱斯商贸有限公司竞争战略研究[D].内蒙古大学,高级管理人员工商管理,2013,硕士.
[14]窦乃杰.善治理论视角下的微博问政研究[D].华中师范大学,行政管理,2013,硕士.
[15]屈隆.锰铈改性复合金属氧化物催化剂脱除烟气中NO的研究[D].湖南大学,环境工程,2014,硕士.
[16]林国华,郑存虎,张志刚,王启来,宋宏伟.EGS3000型开沟埋管机的使用[J].工程机械,2003,09:50-51+2.
[17]蒋路飞.横机控制系统的电源设计[D].杭州电子科技大学,集成电路工程,2012,硕士.
[18]梁贞爱.汉韩动宾结构对比研究——以汉语“吃”和韩国语“■”对比为例[J].云南师范大学学报(对外汉语教学与研究版),2014,02:70-76.
[19]杨家红,杨格花,戴瑜兴,汪鲁才.质谱数据库KDD预处理算法[J].计算机工程与科学,2002,06:55-57+95.
[20]郑琳琳.透穴埋线对肥胖脂肪肝大鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C及肝细胞的影响[D].河南中医学院,针灸推拿学,2012,硕士.
[21]于楠楠.《儒门事亲》刺血法对《黄帝内经》刺血法的继承与发展[D].黑龙江中医药大学,中医基础理论,2013,硕士.
[22]许笑天.癫痫及抗癫痫药物对男性生殖系统的影响及机制研究[D].扬州大学,内科学,2012,硕士.
[23]付诗善.材料在综合材料绘画中的作用与表达[D].沈阳师范大学,美术学,2013,硕士.
[24]胡瑞敏,吕海涛,陈军.基于风险熵和Neyman-Pearson准则的安防网络风险评估研究[J].自动化学报,2014,12:2737-2746.
[25]刘昱.面向飞机制造行业的材料定额研究[D].西北工业大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.
[26]蔡剑华,郭和坤,刘卫.核磁共振岩屑录井及现场应用研究[J].石油地球物理勘探,2008,04:453-456+487+368-369.
[27]林勇.基于元数据的城市空间数据互操作技术研究[D].重庆大学,2001.
[28]高德成,周立平,陈士军.提高连铸机装机水平的技术措施[J].一重技术.2001(01)
[29]翁仕露.民生支出优先的财政法保障研究[D].安徽大学,经济法学,2013,硕士.
[30]郝占庆,郭水良,叶吉.长白山北坡木本植物分布与环境关系的典范对应分析[J].植物生态学报,2003,06:733-741.
[31]吴军.数据挖掘[N].中国商报,2001-05-23007.
[32]沈涛.活性粉末混凝土单轴受压本构关系及结构设计参数研究[D].哈尔滨工业大学,结构工程,2014,硕士.
[33]王莉.节能减排背景下大型钢铁企业的能源管理研究[D].华东理工大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[34]邱杨.小白菜耐盐性的遗传分析与耐盐相关基因的差异表达研究[D].中国农业科学院,2004.
[35]刘淦.初中信息技术课程学习方式的调查与分析[D].山东师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[36]梁中杰.互联网信息采集分析系统的研究及实现[D].重庆大学,2005.
[37]汤莉莉.北京城市土壤中多环芳烃的污染研究[D].南京气象学院,大气物理学与大气环境,2004,硕士.
[38]王锐,孙成禹,尚新民.有限熵反褶积[J].石油地球物理勘探,2005,06:637-641+731+16.
[39]孙男.心理账户对餐饮业员工参保行为的影响[D].东北大学,社会保障,2011,硕士.
[40]信彦峰.冷却液流量标准装置研究[D].郑州大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[41]邓筠耀.清热利湿止血润下法在湿热下注型混合痔术后应用的临床研究[D].广州中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[42]王亚楠.2012年《中国旅游报》旅游广告标题的语言研究[D].厦门大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[43]刘智安,赵婧,赵巨东,龙山,夏添,张欣,安慧凤.高压静电水处理器腔内电场分布分析与阻垢效果研究[J].中国电机工程学报.
[44]李胜兰.泰汉植物熟语对比研究[D].广西民族大学,中国少数民族语言文学,2013,硕士.
[45]赵伟.基于2-喹啉酮的新型杂环化合物合成方法研究[D].渤海大学,有机化学,2014,硕士.
[46]王小芳.基于几何特征点的身份证号码识别以及在二代身份证检证系统中的应用[D].吉林大学,计算数学,2004,硕士.
[47]陈明兴.昭通市民族中学人力资源管理系统分析与设计[D].云南大学,软件工程,2012,硕士.
[48]时振芳.高校党委领导下的校长负责制问题研究[D].沈阳工业大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[49]王卫英.名词的借代义及其在语文词典中的释义研究[D].河北师范大学,汉语言文字学,2012,硕士.
[50]岑继洋,王勇.底吹控制系统在本钢转炉炼钢中的应用[J].冶金自动化,2003,02:70-71.