解淀粉芽孢杆菌抑菌活性物质提取、鉴定及在香蕉保鲜中的应用

论文摘要

解淀粉芽孢杆菌（B.amyloliquefaciens）作为一种生防芽孢杆菌,具有较广的抑菌谱,对多种病原菌都有抑制作用,在生物农药、食品和饲料添加剂、生物医药等方面都具有巨大的应用潜力。不同解淀粉芽孢杆菌有不同的代谢产物和特性,本研究以实验室解淀粉芽孢杆菌作为实验对象,进行发酵培养基响应面优化,对其产生的抑菌成分进行研究,探讨其理化性质和抑菌活性,并利用解淀粉芽孢杆菌的生物颉颃作用,将其抗菌活性产物首次应用于香蕉保鲜。研究的主要结果和结论如下:1.单菌落分离优化中,选取抑菌效果最佳的菌株,较优化前其抑菌活性提高了57.83%,;单因素试验中,最佳配方为葡萄糖10.0 g/L、K2HPO4×3H2O 1.2 g/L、KH2PO41.0 g/L、（NH4）2SO4 2.00 g/L、柠檬酸钠×3H2O 0.9 g/L、MgSO4×7H2O 0.15 g/L,经响应面优化试验,最佳培养基成分为葡萄糖6.15 g/L、K2HPO4×3H2O 1.2 g/L、KH2PO4 1.0 g/L、（NH4）2SO4 2.50 g/L、柠檬酸钠×3H2O 1.01 g/L、MgSO4×7H2O 0.15 g/L,较优化前其抑菌活性提高了65.79%,通过实验优化后发酵代谢产物中抑菌活性物质含量明显提高。2.在酸碱稳定性测定中,pH=3时抑菌效果最佳,可达98.08%;在紫外稳定性测定中,当紫外照射在180 s内时,其抑菌率最多下降6.13%;在热稳定性测定中,置于高压灭菌锅中121℃高温灭菌60 min后,抑菌活性为空白组的70.88%;在有机溶剂稳定性测定中,仅甲醇萃取后有抑菌活性;硫酸铵稳定性测定中,50%硫酸铵处理活性最高。根据以上研究结果,解淀粉芽孢杆菌抗菌活性物质在pH≤8、几分钟紫外照射、小于60℃高温、甲醇和50%硫酸铵中具有良好的稳定性。分别对实验室现有的致病菌,包括金黄色葡萄球、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、藤黄微球菌、大肠杆菌、鸡白癜沙门氏菌、标准型和变异型鸡沙门氏菌、多杀性巴氏杆菌和肠炎沙门氏菌进行抑菌活性测定。根据结果表明,解淀粉芽孢杆菌发酵液对以上10种致病菌均具有抑制效果,且在解淀粉芽孢杆菌发酵液浓度为358.50 mg/mL时,对以上所测定致病菌达到最小杀菌浓度（MBC）,即能杀死99.9%供试细菌的最低浓度。3.经过减压硅胶柱层析、高效液相色谱对解淀粉芽孢杆菌抑菌活性物质进行分离,通过质谱、核磁对分离纯化的化合物进行分子量测定,解淀粉芽孢杆菌CGMCC 1.936抑菌活性物质为小分子糖苷类化合物,化合物分子量为325.0,分子式为C12O10NH9。4.随着贮藏期延长,与其他处理相比,通过400 mg/mL解淀粉芽孢杆菌CGMCC1.936抑菌活性物质纯品与保鲜膜复合处理的香蕉,在第5 d时,香蕉的失重率为1.13%,硬度变化41.72%,可滴定酸降低了36.69%,可溶固形物增加了18.18%。可以有效的延缓香蕉的成熟和变质,保持良好的品质。

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中文摘要

Abstract

1 前言

1.1 芽孢杆菌的研究进展

1.1.1 芽孢杆菌的种类

1.1.2 芽孢杆菌产抗菌物质类型

1.1.3 芽孢杆菌的拮抗作用机理

1.1.4 国内外芽孢杆菌研究现状和应用

1.1.4.1 芽孢杆菌在微生态制剂中的应用

1.1.4.2 芽孢杆菌在防治植物病害中的应用

1.2 解淀粉芽孢杆菌的简介

1.2.1 解淀粉芽孢杆菌的生物学特性

1.2.2 解淀粉芽孢杆菌的分离鉴定

1.2.3 解淀粉芽孢杆菌的培养基和发酵条件优化

1.2.4 解淀粉芽孢杆菌抑菌活性物质分析

1.2.5 解淀粉芽孢杆菌在果蔬保鲜中的应用

1.3 课题研究意义、内容和技术路线

1.3.1 课题研究意义

1.3.2 课题研究内容

1.3.3 技术路线

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 供试菌

2.1.2 培养基

2.1.3 主要试剂

2.1.4 主要仪器

2.2 方法

2.2.1 解淀粉芽孢杆菌的单菌落分离优化

2.2.2 解淀粉芽孢杆菌发酵上清液的制备

2.2.3 解淀粉芽孢杆菌发酵培养基的优化

2.2.3.1 单因素优化试验

2.2.3.2 响应面优化试验

2.2.3.3 培养基优化的抑菌活性测定

2.2.3.4 验证试验

2.2.4 解淀粉芽孢杆菌理化性质和抑菌谱的测定

2.2.4.1 pH对抑菌活性物质稳定性影响

2.2.4.2 紫外线对抑菌活性物质稳定性影响

2.2.4.3 温度对抑菌活性物质稳定性影响

2.2.4.4 有机溶剂对抑菌活性物质稳定性影响

2.2.4.5 硫酸铵对抑菌活性物质稳定性影响

2.2.4.6 不同处理条件下抑菌活性测定

2.2.4.7 多种常见致病菌抑菌活性的测定

2.2.4.7.1 供试病原菌种子液的制备

2.2.4.7.2 多种常见致病菌抑菌活性的测定

2.2.5 解淀粉芽孢杆菌抑菌活性物质的分离纯化及鉴定

2.2.5.1 减压硅胶柱层析分离纯化活性物质

2.2.5.2 高效液相色谱法分离纯化活性物质

2.2.5.3 分子量的测定

2.2.6 解淀粉芽孢杆菌抑菌活性物质在香蕉保鲜中的初步研究

2.2.6.1 处理梯度

2.2.6.2 分组处理

2.2.6.3 品质测定

2.2.7 数据统计分析

3 结果与分析

3.1 解淀粉芽孢杆菌的的单菌落分离优化

3.2 解淀粉芽孢杆菌发酵培养基的优化

3.2.1 单因素优化试验

3.2.1.1 葡糖糖和硫酸铵的影响

3.2.1.2 磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的影响

3.2.1.3 柠檬酸钠和硫酸镁的影响

3.2.2 响应面优化试验

3.2.2.1 回归模型的建立

3.2.2.2 回归模型方差分析

3.2.2.3 响应面分析

3.2.2.4 响应面模型的验证试验

3.3 解淀粉芽孢杆菌理化性质和抑菌谱的测定

3.3.1 酸碱稳定性检测结果

3.3.2 紫外线照射稳定性检测结果

3.3.3 热稳定性检测结果

3.3.4 有机溶剂稳定性检测结果

3.3.5 硫酸铵稳定性检测结果

3.3.6 多种常见致病菌抑菌活性的测定

3.4 解淀粉芽孢杆菌抑菌活性物质的分离纯化及鉴定

3.4.1 分离纯化流程

3.4.2 减压硅胶柱层析分离纯化活性物质

3.4.3 高效液相色谱法分离纯化活性物质

3.4.4 组分的谱图解析

3.5 解淀粉芽孢杆菌抑菌活性物质在香蕉保鲜中的初步研究

3.5.1 香蕉贮藏期间外观品质的变化

3.5.2 香蕉贮藏期间失重率的变化

3.5.3 香蕉贮藏期间硬度的变化

3.5.4 香蕉贮藏期间可滴定酸的变化

3.5.5 香蕉贮藏期间可溶固形物的变化

4 讨论

4.1 解淀粉芽孢杆菌发酵培养基的优化

4.2 解淀粉芽孢杆菌理化性质的测定

4.3 解淀粉芽孢杆菌抑菌活性物质的分离纯化及鉴定

4.4 解淀粉芽孢杆菌在香蕉保鲜中的初步研究

5 结论

参考文献

致谢

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘亚萍

导师: 吴澎

关键词: 解淀粉芽孢杆菌,生防芽孢杆菌,培养基优化,抑菌活性,理化性质,香蕉保鲜

来源: 山东农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,轻工业手工业,轻工业手工业

单位: 山东农业大学

分类号: TS201.3;TS255.3

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