納他霉素發(fā)酵生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究

納他霉素是一種高效、廣譜的抗真菌劑，能有效地抑制酵母菌和霉菌的生長，阻止絲狀真菌中黃曲霉毒素的形成，而且無毒，不致突變、不致癌、不致畸、不致敏，并且由于納他霉素的溶解度很低，可用其對食品表面進行處理以增加食品的保質(zhì)期，卻不影響風(fēng)味和口感。1982年6月，美國正式批準(zhǔn)納他霉素作為食品添加劑。目前，包括中國在內(nèi)，全世界有30多個國家批準(zhǔn)將納他霉素用于乳制品、肉制品、果汁飲料、葡萄酒等的生產(chǎn)和保藏。

目前納他霉素發(fā)酵的水平較低，導(dǎo)致成本高、應(yīng)用前景受到限制。因此，對納他霉素發(fā)酵進行深入的研究和開發(fā)具有重要意義。盧詩瑤（2016）以納塔爾鏈霉菌為研究對象，圍繞如何有效提高納他霉素產(chǎn)量的關(guān)鍵問題，在菌種誘變選育、發(fā)酵工藝優(yōu)化和產(chǎn)品分離純化等方面進行了研究。首先建立了3種納他霉素檢測和篩選方法，酵母抑菌圈法、紫外分光光度計法和高效液相色譜法(HPLC)。建立了磁場與Fe2+共同誘變納塔爾鏈霉菌的新方法，并對其原理進行了初步探索。以納塔爾鏈霉菌NT3作為出發(fā)菌株，硫酸鏈霉素作為抗性篩選劑，依次用紫外、低能離子束及磁場3種方法對其進行誘變育種，最終篩選到一株納他霉素高產(chǎn)菌株MF7，具有優(yōu)良的傳代穩(wěn)定性，產(chǎn)量達2.32 g/L，對比出發(fā)菌株提高了330%。對納塔爾鏈霉菌高產(chǎn)菌MF7的搖瓶發(fā)酵條件進行了研究，對分離提純工藝進行了初步研究。試驗結(jié)果表明，采用甲醇法對發(fā)酵液中的納他霉素進行初步提取和純化，確定最佳提取條件：發(fā)酵液6 000 r/min離心20 min，進行固液分離，用甲醇做提取劑，固液比1∶4，pH為10.5，溫度25℃充分?jǐn)噭?。采用活性炭和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀依次除去色素和甲醇，去離子水洗滌，10 000 r/min，離心20 min，烘干沉淀，得納他霉素粗制品，回收率79.7%，純度為95.6%。CN201610535130.4公開了一種納他霉素微乳液的制備方法，包括如下步驟：1)將納他霉素加入水中，調(diào)節(jié)pH為7～13，攪拌使其均勻分布或溶解于水中；2)將含酪蛋白物質(zhì)加入水中，攪拌均勻分布后，調(diào)節(jié)pH至10～13；3)將經(jīng)上述兩步驟處理后的物質(zhì)混合，于30～85℃下，攪拌形成澄清溶液；4)降溫至0～30℃下，攪拌條件下用檸檬酸溶液調(diào)節(jié)體系的pH至6～8后，繼續(xù)攪拌20～40 min，獲得納他霉素微乳液。CN201510346199.8公開了一種發(fā)酵生產(chǎn)納他霉素的方法，該方法包括配制培養(yǎng)基，然后在放有培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中接入納塔爾鏈霉菌的種子培養(yǎng)物，在一定條件下進行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中同時流加丙酸鹽及還原糖。CN201410094966.6提供了一種納他霉素針狀結(jié)晶的制備方法：將納他霉素加入水中，調(diào)pH值為1～3或11～13，攪拌使其完全溶解后，再于5～120 min內(nèi)緩慢（太快或太慢都不利針狀結(jié)晶的形成）調(diào)pH至4～10，繼續(xù)攪拌20～40 min，獲得納他霉素針狀結(jié)晶的懸浮液，懸浮液經(jīng)干燥獲得納他霉素針狀結(jié)晶。采用該發(fā)明方法所得到的樣品在水或75%乙醇中懸浮穩(wěn)定好，長時間不發(fā)生沉淀，從而方便使用，在食品防腐上具有較好的市場應(yīng)用前景。CN201410027155.4涉及一種提高納他霉素產(chǎn)量的方法，所述方法包括如下步驟：1）配置培養(yǎng)基，培養(yǎng)基由以下組分配制而成：淀粉45～55 g/L，黃豆餅粉25～35 g/L，酵母粉4～12 g/L，KH2PO40.01～0.1 g/L 和碳酸鈣 1～5 g/L，滅菌前 pH 調(diào)至 6.8～7.4，118～125 ℃滅菌 25～30 min；2）在培養(yǎng)基中接入納塔爾鏈霉菌F4-245的種子培養(yǎng)物，接種量8%～15%，在28～32℃進行發(fā)酵；3）在發(fā)酵至20～30 h時補加0.05%～0.3%正丙醇，繼續(xù)發(fā)酵。CN201711315854.9公開了一種穩(wěn)定的液體納他霉素的生產(chǎn)制備工藝，包括以下步驟：1)發(fā)酵生產(chǎn)晶體20 μm以下的微小型納他霉素；2)納他霉素發(fā)酵液經(jīng)過酶解預(yù)處理4～8 h；3)將步驟2)酶解后發(fā)酵液洗滌，收集得到微小型納他霉素漿料；4)將洗滌好的漿料與純化水1∶1攪拌均勻，形成液體納他霉素；5)在液體納他霉素中加入0.2%～2%的食用膠，繼續(xù)攪拌使其充分溶解，這樣便得到極其穩(wěn)定的液體納他霉素。CN 201210388590.0涉及一種從發(fā)酵液中分離純化納他霉素的方法：將納他霉素發(fā)酵液用草酸調(diào)pH值后依次加入黃血鹽和硫酸鋅，再加入聚丙烯酸鈉，經(jīng)廂式隔膜壓濾機過濾、超濾提純后納濾純化、結(jié)晶、真空干燥后制得納他霉素。

納他霉素作為國際上唯一獲得批準(zhǔn)的高效、安全的抗真菌生物防腐劑，為食品防腐抗菌的研究與開發(fā)提供了頗有前景的材料。研究人員應(yīng)該加深生物防腐劑的研發(fā)和應(yīng)用，根據(jù)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、配方和貯藏環(huán)境等開發(fā)出不同復(fù)合型生物防腐劑，并且精確評估其抑菌作用，保證消費者的健康飲食。