Nisin产生菌的筛选及鉴定
Nisin的生产_提纯和检测

Nisin的生产、提纯和检测李增利(江苏科技大学生化部,镇江212004)摘要:Nisin是一种由乳酸乳球菌产生的羊毛硫氨酸类细菌素,在许多国家被许可作为生物防腐剂。
Nisin 的产量受许多因素的制约,如产生菌性能、培养基组成(碳源、氮源、磷源和阳离子)、发酵条件(pH、温度、搅拌、通风)、发酵类型(分批发酵、连续发酵、自由细胞、固定化细胞)等;大规模回收和纯化Nisin主要采用一些基于吸附-解析或者相分配原理的方法;最常用的定量检测Nisin的方法主要有生物分析法和免疫检测法,采用各种特定nisin抗体的免疫检测方法具有迅速、灵敏、准确等特性并能实现Nisin的在线检测。
关键词:乳酸乳球菌,Nisin,发酵生产,提纯,检测,免疫分析Production,Purification and Quantification of NisinLi Z engli(Dept.of Biochemical Engineering,Jiangsu University of Science and T echnology,Zhenjiang Jiangsu212004)Abstract:Nisin,a lantibiotic-type bacteriocin produced by various strains of Lactococcus lactis ctis,is licensed for use as a food biopreservative in many countries.The m ore recent developments in the production,purification and determination of nisin were reviewed.Nisin production was affected by numerous factors,including the producing strain,com position of the fermentation medium(carbohydrate,nitrogen and phosphorus s ources,cations),fermentative conditions(pH,tem perature,ag2 itation and aeration)and fermentation types(batch and continuous culture using free cell or imm obilized cell).Several integrat2 ed processes based on ads orption/des orption or on phase partitioning have been built for recovery and purification of nisin.The m ost comm on methods of nisin detection and quantification are Bioassay,such as agar diffusion ing immunological tech2 niques many immunoassay using the specific anti-nisin antibodies were developed and used for rapid and sensitive detecting and quantifying of nisin,and suitability for distinguishing active from inactive forms,and for the on-line m onitoring of nisin.K ey w ords:Lactococcus lactis ctis,Nisin,Fermentative production,Purification,Quantification,Immunoassay 随着“天然化”食品的发展,天然食品防腐剂倍受青睐。
乳酸链球菌素的研究进展

No.1.2006乳酸链球菌素(Nisin)是世界上公认安全的防腐剂,是一种由微生物代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物。
乳酸链球菌素本身具有许多优良性质:首先,容易被人体消化道中的一些蛋白酶和胰蛋白酶所降解,不会在体内蓄积而引起不良反应,并且对食品的色、香、味等无不良影响[1-2]。
使用它还可以降低杀菌温度,减少热处理时间,因此能改进食品的营养价值、风味、结构、颜色等性状,同时还可节省能耗。
Nisin本身具有热稳定性,并耐酸、耐低温贮藏,Nisin作为一种理想的天然防腐剂获得越来越广泛的应用。
1乳酸链球菌素的研究现状1.1乳酸链球菌素的分子结构乳酸链球菌素(Nisin)的分子式为C143H228N42O37S7,含有34个氨基酸残基,分子量为3510Da。
Nisin在天然状态下主要有两种形式,分别为NisinA和NisinZ[3],它们之间的差别在于氨基酸顺序中第27位氨基酸不同,在NisinA中是组氨酸,在NisinZ中是天冬氨酸,在其基因结构上的第148位脱氧核苷酸不同是造成差别的根本原因。
一般而言,在同样浓度下,NisinZ的溶解度和抑菌能力比NisinA要强。
1.2乳酸链球菌素的性质1.2.1物理和化学性质Nisin的溶解性、稳定性都与溶液的pH值密切相关。
Nisin的溶解度随pH值的下降而提高,pH值2.5时溶解度为12%,pH值为5.0时下降到4%,在中性及碱性条件下几乎不溶解[4]。
实验结果表明,Nisin在酸性条件下极为稳定,pH2.0条件下可耐受高温处理(121℃,15min),而无活力损失,而在中性或碱性条件下即发生失活。
1.2.2生物学特性当α-胰蛋白酶、胰酶制剂和枯草杆菌肽作用Nisin后,会使其失去活性,但羧肽酶A、羧肽酶E、肠肽酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶对Nisin无作用。
Hurst报道,Nisin对α-凝乳蛋白酶、胰酶、李红,赵春燕*(沈阳农业大学,沈阳110161)摘要:乳酸链球菌素是某些乳链球菌产生的一种多肽物质,是一种高效、无毒副作用的天然生物防腐剂。
Nisin的发酵生产条件和纯化研究

Nisin的发酵生产条件和纯化研究作者:葛亚中… 文章来源:China Food Additiv 点击数:617 更新时间:2007-12-3 21:37:27 Nisin,又称为乳酸链球菌素,乳酸链球菌肽或尼可素,是由某些乳酸菌(Lacrococcus lactis)在代谢过程中合成的小分子肽,其成熟分子仅含有34个氨基酸残基;在天然状态下,Nisin主要有两种形式,分别为NisinA和NisinZ,它们之间的差别仅在于氨基酸序列中第27位的氨基酸不同,在NisinA中是组氨酸,在NisinZ中是天冬氨酸。
NisinA的结构如图1所示:Nisin可以抑制食品中革兰氏阳性菌的生长,如微球菌、分枝杆菌、棒杆菌、葡萄球菌和乳酸菌等,对于梭状芽孢杆菌也有很好的抑制作用,能有效阻止孢子的萌发和毒素的生成。
Nisin对革兰氏阴性菌基本无影响,但通过和某些络合剂(如ED-TA或柠檬酸)等协同作用抑制之。
因此,Nisin可显著的延长食品的保存时间或缩短杀菌所需的时间,在乳制品、肉制品、罐装食品及植物蛋白食品等的保藏与防腐方面都有很好的作用。
对Nisin毒理和生物学的研究表明,使用Nisin的安全性较高。
它的半致死剂量(LD50)约为7g/kg,与普通食盐相近。
1969年FAO/WHO 批准Nisin为食品添加剂,到目前为止,已有50多个国家和地区批准使用,这也是现阶段唯一被许可用于防腐剂的细菌素(bacteriocin)。
1953年,Nisin开始工业化生产,当时最大的生产者是英国的Aplin&Barrett公司,其产品Nisaplin 的效价为1×106IU/g(1IU相当于0. 025μg纯Nisin)。
丹麦Chr Hansen公司生产的Nisin制品-Chrisin,效价为0.9×106IU/g。
一、Nisin的发酵生产Nisin的生产是和生长密切相关,它通常发生在整个生长阶段。
从牛奶中分离纯化高产nisin的菌株,并进行菌种的初步鉴定

项目编号:“研究创新实验”项目申请书项目名称从牛奶中分离纯化高产nisin的菌株,并进行菌种的初步鉴定项目负责人年级、专业联系电话电子邮件指导教师(姓名及职称)填表日期 2011 年 12 月 15 日国家级生物实验教学示范中心制表填表说明1、《研究创新实验项目申请书》要按顺序逐项填写。
填写内容要实事求是,讲究诚信,不能有雷同;表达要明确、严谨。
空缺项要填“无”。
2、格式要求:(1)一律用A4纸打印,于左侧装订成册。
(2)字体:中文用宋体,英文和数字用Times New Roman字体,行距为1.5倍行距。
(2)一级标题:标题编排应采用“(一)、(二)、(三)”等依次分级编号,左起缩进2字符,宋体加黑,字号为小四号。
(3)二级标题:标题编排应采用“1、2、3、”等依次分级编号,左起缩进2字符,宋体加黑,字号为五号。
(4)内容:字号为五号,每段第一行左起缩进2字符。
3、申请参加“研究创新实验”项目团队人数为2-3人(1人为项目负责人,参与合作研究者1-2人)。
并在诚信承诺书上签名。
4、申请参加“研究创新实验”项目的个人或团队必须聘请教师作为项目指导教师,并请指导教师在申请书和诚信承诺书上签名。
5、八、九项不填。
6、“项目编号”由实验中心填写。
7、“研究创新实验诚信承诺书”单独一页。
研究创新实验诚信承诺书实验项目:从牛奶中分离纯化高产nisin的菌株,并进行菌种的初步鉴定开放实验室学生在遵守“学生实验守则”、“学生实验习惯评定方法”、“实验室开放管理规定”等各项规章制度的同时,并严格遵守以下各项规定:1、能够在指导教师的指导下自主完成文献查阅与整理、方案设计、实验实施、数据处理和论文撰写等工作。
2、开放实验室学生必须填写“实验室开放记录簿”,进实验室须穿实验服。
3、在开放实验室实验所使用的材料、试剂、玻璃仪器和仪器设备不准带出(搬出)该实验室。
试剂使用后须放回原处,玻璃仪器使用后须刷洗干净并放回原处。
乳酸链球菌素的研究进展

乳酸链球菌素的研究进展摘要:本文介绍了乳酸链球菌素(Nisin)的分子结构、性质、抗菌机理和生产的研究进展;综述了乳酸链球菌素在食品工业中的应用现状,并对其应用前景进行展望,以期为乳酸链球菌素的进一步研究提供参考.关键词:乳酸链球菌素,抗菌机理,食品工业,应用Abstract:Nisin is an antibacterial multipeptide produced by certain strain of Lactococcus lactis.It is a high efficiency and nopoisonous effect natural biopreservative.This paper comprehensive described research exploitation and progress about produce and applies of nisin.Key words:nisin;preservative;research and progress乳酸链球菌素(Nisin)是世界上公认安全的防腐剂,是一种由微生物代谢所产生的具有很强杀菌作用的天然代谢产物。
乳酸链球菌素本身具有许多优良性质:首先,容易被人体消化道中的一些蛋白酶和胰蛋白酶所降解,不会在体内蓄积而引起不良反应,并且对食品的色、香、味等无不良影响。
使用它还可以降低杀菌温度,减少热处理时间,因此能改进食品的营养价值、风味、结构、颜色等性状,同时还可节省能耗。
Nisin本身具有热稳定性,并耐酸、耐低温贮藏,Nisin 作为一种理想的天然防腐剂获得越来越广泛的应用1、乳酸链球菌素的研究现状1.1乳酸链球菌素的分子结构Nisin)亦称乳酸链球菌肽或音译为尼辛,是目前最常用的生物防腐剂,它是乳酸链球菌产生的一种多肽物质,由34个氨基酸残基组成。
分子式为C143H228N42037S7,分子量为3510。
Nisin的生产、提纯和检测

Nisin的生产、提纯和检测生产、提纯和检测Nisin是一个复杂的过程,要确保其高纯度和质量。
以下是Nisin的生产、提纯和检测的一般步骤。
生产Nisin的过程通常涉及到以下几个关键步骤:1. 培养Lactococcus lactis菌株:Nisin是由Lactococcus lactis菌株产生的。
首先,培养菌株需要提供合适的培养基和环境条件,以支持细菌的生长和产生Nisin。
2. 收集细菌发酵液:当细菌培养达到一定密度时,培养液中的细菌会开始产生Nisin。
细菌发酵液通常由菌体和培养基组成。
3. 分离细菌发酵液中的Nisin:将细菌发酵液通过离心等方法进行分离,以获得含有Nisin的上清液。
上清液中的其他细胞碎片和杂质也需要清除。
4. 浓缩和提纯Nisin:通常使用溶剂提取和分离技术,如萃取、硅胶柱层析和沉淀等方法,以获得高纯度的Nisin。
5. 干燥和粉末化Nisin:将提纯的Nisin溶液经过浓缩和干燥处理,以得到纯净的粉末状Nisin产品。
Nisin的质量控制是确保其安全性和有效性的重要环节。
以下是常用的Nisin质量检测方法:1. 高效液相色谱法(HPLC):通过HPLC检测可以确定Nisin的含量和纯度,以及是否含有其他杂质。
HPLC是一种高效、精准、敏感的分析方法。
2. 质谱法(mass spectrometry):质谱法可以确定Nisin的分子结构和分子量,以及检测其含量和纯度。
质谱法还可以用于分析Nisin的降解产物和代谢产物。
3. 生物活性测定:通过对Nisin溶液的抑菌能力进行测定,可以评估其生物活性和抗菌效果。
常用的方法包括抑菌圈直径测定和最小抑菌浓度(MIC)测定。
4. 融点测定:融点测定可以用于鉴定Nisin的物理性质和纯度,同时也可以检测其热稳定性。
通过上述生产、提纯和检测步骤,可以获得高质量的Nisin产品,以满足食品工业和医药领域对抗菌剂的需求。
制定严格的质量控制标准和流程,可以确保Nisin的质量和安全性,以保障其应用效果。
产乳酸链球菌素的乳酸乳球菌的等离子体诱变选育

产乳酸链球菌素的乳酸乳球菌的等离子体诱变选育作者:张拴力扈士海王素欣张桂彦崔云赵地顺来源:《河北科技大学学报》2015年第06期摘要:采用产乳酸链球菌素(Nisin)的乳酸乳球菌为出发菌株,在含有高浓度Nisin的固体平板上,筛选出了耐受10 000 IU/mL Nisin的乳酸乳球菌菌株,其发酵单位达到1 680IU/mL。
以此菌株为起始菌株进行常压、室温等离子体诱变,利用24方孔深孔板快速筛选高产Nisin的突变株。
结果表明,在诱变菌株的存活率为3%的条件下获得的突变株的正突变率达到27.3%。
通过摇瓶发酵进一步考察初步筛选的正突变株的Nisin发酵水平,发现有一个突变株发酵Nisin的活性达到6 120 IU/mL。
关键词:应用微生物学;乳酸链球菌素;乳酸乳球菌;常压室温等离子体;诱变;存活率中图分类号:Q815 文献标志码:AAbstract:With Nisin-producing Lactococcus lactis as the starting strain, the strain with tolerance to 10 000 IU/mL Nisin is selected on high-concentration Nisin medium. The Nisin titer of the strain is up to 1 680 IU/mL. As the starting strain, the strain is further treated by atmospheric and room temperature plasmas(ARTP) and mutant strain for high yield of Nisin is quickly selected with 24 well culture plate. At a survival rate of 3%, the positive mutation rate of the Lactococcus lactis is 273% compared with the starting strain. The results of shake flask culture further confirmed that one positive mutant strains could produce 6 120 IU/mL Nisin.Keywords:applied microbiology; Nisin; Lactococcus lactis; atmospheric and room temperature plasma (ARTP); mutant; survival rate乳酸链球菌素(Nisin)是唯一得到国家食品药品监督管理总局批准的可商业化生产的细菌素。
Nisin的生产、提纯和检测

随着/ 天然化0食品的发展 , 天然食品防腐剂倍 受青睐。Nisin 是由乳酸乳球菌乳酸亚种 ( Lactococ cus lactis subsp. lactis) 菌株 产生 的一 种肽 类细菌 素[ 1] , 属于 Lantibiotics 类 , 首次发现 于 1928 年, 是 唯一被 FDA 确认为 GRAS 的细菌素产品。Nisin 与 敏感菌细胞膜膜脂相互作用, 通过结合、 插入、 孔道 形成等多步过程形成孔道复合物
5中国食品添加剂6
China Food Addit ives
2004 No1 4
Nisin 的生产、 提纯和检测
李增利
( 江苏科技大学 生化部 , 镇江 212004)
摘 要 : Nisin 是一种 由乳酸乳球菌产生的 羊毛硫 氨酸类细 菌素 , 在许 多国家被 许可作 为生物 防腐 剂。Nisin 的产量受许多因素的制约 , 如产生菌性能、 培养基组成 ( 碳 源、 氮源、 磷源和阳离子 ) 、 发酵条件 ( pH 、 温度、 搅 拌、 通 风) 、 发酵类型 ( 分批发酵、 连续发酵、 自由细胞、 固定化细胞 ) 等 ; 大规模 回收和纯化 Nisin 主要采用一些基于吸附 - 解析或者相 分配原理的方法 ; 最常用的 定量检测 Nisin 的方 法主要 有生物 分析法和 免疫检 测法 , 采用 各种特 定 nisin 抗体的免疫检测方法具有迅速、 灵敏、 准确等特性并能实现 Nisin 的在线检测。 关键词 : 乳酸乳球菌 , Nisin, 发 酵生产 , 提纯 , 检测 , 免疫分析
Production, Purification and Quantification of Nisin
Li Zengli ( Dept . of Biochemical Engineering, Jiangsu University of Science and T echnology, Zhenjiang Jiangsu 212004)
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菌株 编号 KY01 KY02 KY03 KY04 KY05 KY06 KY07
第 48 卷第 7 期 20第09 7年期7 月
湖北农业科学 Hubei Agricultural Sciences
Vol. 48 No.7 Jul.,2009
Nisin 产生菌的筛选及鉴定
彭其安,王布匀,蒋 磊,程 勋 (武汉科技学院环境与城建学院, 武汉 430073)
摘要:从新鲜牛奶样品中用 M17G 筛选培养基定向筛选出 20 株目的菌株。 应用琼脂扩散法,以黄色微球
(责任编辑 郑 威)
效价 IU·mL-1
791 826 776 693 548
2.3 菌种鉴定结果 2.3.1 KY08 菌株的细菌学鉴定 在 M17G 培养基 上活化 1 d 后 KY08 长出的菌落 准0.8~1.2 mm,乳白 色,圆形,隆起,较光滑,湿润,边缘整齐;在显微镜 下观察(图 2),细胞卵球型 ,直 径 为 0.7~1.5 μm,沿 链长轴方向生长,每条链上有 2~20 个细胞,接触酶
表 2 复筛菌株效价
菌株 编号 KY06-1 KY06-2 KY06-3 KY06-4 KY06-5
效价 IU·mL-1
825 790 763 712 654
菌株 编号 KY08-1 KY08-2 KY08-3 KY08-4 KY08-5
效价 IU·mL-1
842 822 814 803 786
菌株 编号 KY15-1 KY15-2 KY15-3 KY15-4 KY15-5
图 1 初筛菌落
表 1 初筛菌株发酵产物效价
效价 IU·mL-1
663 371 283 453 772 802 786
菌株 编号 KY08 KY09 KY10 KY11 KY12 KY13 KY14
效价 IU·mL-1
822 552 677 791 298 566 414
菌株 编号 KY15 KY16 KY17 KY18 KY19 KY20
1 材料与方法
1.1 材料 1)分离样品的来源。 未消毒鲜牛奶,采自徐州
市上坝村奶牛养殖基地。 2) 菌 种 。 黄 色 微 球 菌 (Micrococcus flavus)
NCBI8166,本实验室保藏。 3)主要培养基 。 [2-3] 乳酸乳球菌试管斜面、平板
分 离 、 液 体 种 子 及 增 殖 培 养 基 均 选 用 M17G 培 养
收 稿 日 期 :2009-02-26 作 者 简 介 :彭 其 安 (1981- ), 男 ,湖 北 潜 江 人 ,助 教 ,硕 士 ,( 电 话 )13297976765 (电 子 信 箱 )pqa2002_@163.com 。
1620
湖 北 农 业 科学
2009 年
2 结果与分析
2.1 初筛结果 经过初筛, 从新鲜牛奶样品中共筛选出 20 株
Abstract: More than 20 strains were screened by fresh milk samples on M17G culture medium. The antimicrobial activities of their fermentation products were tested by the agar-diffusion method, using Micrococcus flavus NCBI8166 as an indicating strain. One stable and high-yield strain was obtained and named as KY08. Its production was up to 813 IU·mL-1. According to the results of automated microbiological analysis instrument-Vitek-32 and Berges Bacteriology (the eighth edition), KY08 was tentatively identified as a subspecies of Streptococcus lactis. Key words: Nisin-producing strain; screening; identification
菌 (Micrococcus flavus)NCBI8166 为 指 示 菌 对 其 发 酵 产 物 进 行 效 价 测 定 ,经 反 复 筛 选 ,获 得 1 株 稳 定 的
高产菌株 KY08,产 Nisin 效 价 为 813IU·mL-1。 用 细 菌 鉴 定 系 统 Vitek-32 进 行 生 化 特 征 鉴 定 ,并 参 照 了
《伯杰氏细菌学鉴定手册》(第八版),将 KY08 菌株初步鉴定为乳酸链球菌种的一个亚种。
关键词:Nisin 产生菌;筛选;鉴定
中 图 分 类 号 :Q93-331
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :0439-8114 (2009 )07-1619-02
Screening and Identification of Nisin-producing Strain
乳 酸 链 球 菌 素 (Nisin)是 某 些 乳 酸 链 球 菌 产 生 的具有 34 个氨基酸残基的多肽类物质[1]。 对引起食 品腐败的大多数革兰氏阳性菌有很好的抑制作用, 属于高效、无毒副作用的天然生物防腐剂。 本文根 据 Nisin 产生菌中 Nisin 编码 基 因 和 蔗 糖 发 酵 基 因 紧密连锁的原理,在添加 Nisin、蔗糖及溴甲酚紫的 M17G 选择培养基上,从新鲜牛奶样品中快速、准确 地筛选出目的菌株,并进行了复筛、稳定性考察和 生理生化特征鉴定。
参考文献: [1] REUNANEN J, SARIS P E J. Bioassay for nisin sausage: A
shelf study of nisin in cooked sausage [J]. Meat Science, 2004,66(4):515-518. [2] DODD H M,HAO Z. Improved medium for Lactic streptococci and their bacteriophages [J]. App1 Environ Microbiol,1992,8 (11):3683-3693. [3] 尤 新 . 功 能 性 发 酵 制 品 [M]. 北 京 : 中 国 轻 工 业 出 版 社 , 2000.314-331. [4] 布 坎 南 R E,吉 本 斯 N E.伯 杰 细 菌 鉴 定 手 册 [M].第 八 版.中 国 科 学 院 微 生 物 研 究 所 ,译.北 京 :科 学 出 版 社 ,1984.677-701.
PENG Qi-an,WANG Bu-yun,JIANG Lei,CHENG Xun (School of Environment & Urban Construction, Wuhan University of Science and Engineering,Wuhan 430073, China)
结果 + + + + + +
特征反应 SAL ( 水 杨 素 ) TRE ( 海 藻 糖 ) PUL ( 支 链 淀 粉 ) MLZ (松 三 糖 ) XYL ( 木 糖 ) OPT ( 奥 普 托 琴 ) 10B (10%胆 汁 ) ARG( 精 氨 酸 ) NOV( 新 生 霉 素 ) MAN( 甘 露 醇 ) SOR ( 山 梨 醇 ) ARA ( 阿 拉 伯 糖 )
URE ( 尿 素 ) DEX ( 葡 萄 糖 ) RAF ( 棉 子 糖 )
SUC( 蔗 糖 ) PYR ( 丙 酮 酸 ) MEL ( 蜜 二 糖 )
RIB ( 核 糖 ) BAC ( 杆 菌 肽) TZR ( 红 四 氮 唑 )
LAC ( 乳 糖 )
INU( 菊 糖 ) CEL ( 纤 维 二 糖 ) CAT(氯 霉 素 乙 酰 转 移 酶 )
注 :“+”为 阳 性 反 应 ;“-”为 阴 性 反 应 。
3 小结
结果 + + + + + -
本实验室筛选出的菌株 KY08 细胞直径比相关 资料记载值 0.5~1.0 μm 稍大,可利用蛋白胨 、葡 萄 糖、蔗糖、乳糖、纤维二糖、奥普托琴、七叶灵。 不利 用棉子糖、菊糖、山梨醇,在含 6%的 NaCl 或 40%胆 汁培养基中不生长,不能水解精氨酸,能产 Nisin。与 文 献 [4] 中 乳 酸 链 球 菌 及 其 亚 种 的 形 态 特 征 和 生 化 特性描述一致,初步鉴定该菌为乳酸链球菌亚种。
效价 IU·mL-1
812 740 690 386 758 505
2.2 复筛及稳定性考察结果 将复筛到的 KY06、KY08、KY15 菌株分别转 接
至第五代,分别命名为 KY06-1~KY06-5,KY08-1~ KY08-5,KY15-1~KY15-5, 摇瓶发酵后测定效价, 考察其稳定性,结果见表 2。 通过分析比较,KY08 菌 株的效价最高且相对稳定,平均效价为 813 IU·mL-1。
图 2 细菌显微照相(640×)
试验呈阴性,革兰氏染色阳性,无芽孢,不运动。 2.3.2 菌 种 生 化 鉴 定 使 用 微 生 物 鉴 定 系 统 Vitek-32 的革兰氏阳性菌鉴定卡(GPI)对 KY08 进 行鉴定,鉴定结果如表 3。
表 3 Vitek-32 GPI 鉴定卡鉴定结果