天然防腐剂丙酸杆菌细菌素发酵生产及其产业化

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来源：华东师范大学
   据统计，全世界约有10~20%的食品损失源于各种腐败变质，腐败变质进一步引起的食物中毒也是食品安全的主要问题。在食品工业中防腐剂是最重要的添加剂之一。目前市场上大量使用的还是以山梨酸钾和苯甲酸钠为代表的化学合成防腐剂。但经长期的研究发现，一些合成防腐剂具有诱癌性、致畸性和易引起食物中毒等问题。这些化学合成防腐剂存在的不安全因素，使消费者对添加化学防腐剂的食品心存顾忌。在食品工业应用天然防腐剂替代化学防腐剂已迫在眉睫。因此，寻求广谱、高效、低毒的天然防腐剂是目前研究热点之一。
: V) {# ]/ n1 K" ?( Y    天然存在的抑制杀菌作用的物质很多，但目前为止商业上大量用于食品防腐的天然防腐剂仅有细菌素乳链菌肽（Nisin）和纳他霉素。 细菌素（Bacteriocin）是由细菌代谢产生，对某些微生物有特异性抑制杀菌作用的蛋白或多肽物质。乳酸菌细菌素?乳链菌肽是目前唯一被批准商用的细菌素。但细菌素乳链菌肽（Nisin）和纳他霉素都存在抑菌谱窄、成本高的问题。细菌素乳链菌肽仅对革兰氏阳性菌有抑制作用，纳他霉素主要抑制酵母菌。
& y% X+ F: d# o) |0 a( Z" P    细菌素研究热点是丙酸杆菌细菌素（propionicin）。丙酸杆菌细菌素是由乳品丙酸杆菌合成的多肽或蛋白质。已经发现的丙酸杆菌细菌素PLG-1具有广泛的抑菌作用，能抑制革兰氏阴性细菌、部分革兰氏阳性菌、霉菌和酵母[1-5]。如果PLG-1能够商用，将是山梨酸钾等化学防腐剂的理想替代品。
    事实上，由法国罗地亚公司开发，丹尼斯克（Danisco）公司销售的以丙酸杆菌细菌素为主要成分的系列微生物防腐剂产品Microgard TM，已经广泛应用于欧美的食品市场，特别是在乳品中。
3 \/ |* ?9 z7 u% O9 T0 s    由于食品腐败而造成巨大的经济损失的腐败微生物主要是酵母和霉菌，许多致病菌是革兰氏阴性菌。这些菌Nisin是不能抑制的。丙酸杆菌发酵代谢物（即MicrogardTM产品）却能够抑制酵母、革兰氏阴性细菌，部分革兰氏阳性细菌和霉菌，这无疑给食品防腐带来了革命性的变化。这样一种具有广谱抑菌作用的丙酸杆菌细菌素，在我国必将具有非常广阔的市场前景。
4 a' v) a0 }/ {& E    本实验室从2003开始研究，并和江苏双健生物工程有限公司签订合作协议，推动工业化研究。
! v: n) v( ~; |: Z    目前的研究基础包括：
1) 获得了抑菌能力很强的丙酸杆菌细菌素生产菌种；
2) 完成了发酵培养基的优化；
3) 完成了发酵罐生产丙酸杆菌细菌素的控制工艺；
4) 已经在50L发酵罐上进行中式。
; k: `8 h" ^3 s本项目的主要研究内容是进一步提高抑菌活性，并实现10-50吨的生产规模。

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