[发明专利]Nisin-LAB EPS乳酸菌复合发酵剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于菌种发酵技术领域，具体涉及一种Nisin-LAB EPS乳酸菌复合发酵剂及其应用。 

背景技术

乳酸菌(lactic acid bacterium，LAB)是一类能发酵利用碳水化合物并产生大量乳酸的细菌。乳酸菌肽(Nisin)是乳酸乳球菌产生、由34个氨基酸组成的短肽，对革兰氏阳性菌尤其是食物中的致病菌有强烈的抑制作用，并具有较强的热稳定性，是天然的防腐剂；乳酸菌胞外多糖(LAB EPS)即是这类细菌在生长代谢过程中分泌到细胞壁外的粘液或荚膜多糖。 

国外对乳酸菌细菌素的研究比较早，报道的文献资料很多。而国内则起步较晚，除了Nisin的研究外，很少见到有关其它乳酸菌细菌素的报道。到目前为止，对其的研究主要在Nisin产生菌和对Nisin提纯及如何提高产量上。将Nisin菌作为一种发酵剂研究还未见文献报导。 

目前对其的研究主要在LAB EPS分类、组成、适宜工艺件和应用等方面。据国内外相关资料显示，EPS高产量乳酸菌已应用于酸乳直投式发酵剂生产，但其核心技术仍处于国外商业垄断状态。目前研究的大多数产胞外多糖的乳酸菌来自于乳制品，也能从发酵肉制品中分离到。Van denBerg等从600株乳酸菌中筛选出30株产胞外多糖的乳酸菌，并对其中一株清酒乳杆菌(Lb sake0-1)及其胞外多糖进行了较深人的研究。常见的乳品工业生产菌如：菌2(德氏乳杆菌保加利亚亚种)(Lb delbruecckii ssp bulgaricus)、瑞士乳杆菌Lb helveti-cus)、干酪乳杆菌干酪亚种(Lb casel ssp casel)、马乳酒样乳杆菌(Lb kefiranofaciens)、嗜酸乳杆菌(Lb acidophilus)、菌1(嗜热链球菌)(S.therm.phihts)乳酸乳球菌乳脂亚种(Lc.lactis ssp CrelTIOrlS)、乳酸乳球菌(Lc.lactis)、肠膜明串珠菌(Leuc.nlesenteroides)等均能产胞外多糖。此外，乳酸菌中的片球菌属(Pediococcus)也可产胞外多糖，如β-葡聚糖，是啤酒和葡萄酒加工中的有害菌。 

乳酸菌产胞外多糖(LAB EPS)对乳酸菌而言是一种显著的耗能行为。目前，对乳酸菌胞外多糖的生理作用尚不完全清楚。一般认为，胞外多糖具有保护作用，如形成亲水表面防止细胞干裂、螯合重金属离子防止其毒害、使噬菌体不敏感从而防止其侵害、防止抗菌素破 坏(抗菌素必须在胞外多糖中达到饱和以后才能到达细胞壁)、提供高氧张力等。此外，胞外多糖还参与金属离子吸收、营养物转运、致病性识别、起粘合作用及作为储备碳源等。 

乳酸菌产胞外多糖(LAB EPS)具有增加人体免疫能力、抗肿瘤和改善肠胃功能等生理作用。此外，由于其具有独特的优良特性决定的，如在低浓度下能增大粘滞性而不形成凝胶；微小的切变力，即可增大其流动性，切变力消除，粘度又很快恢复；在酸性条件下稳定性好。LAB EPS可作为增稠剂、稳定剂、乳化剂、胶凝剂和持水剂应用到食品、制药及生化产品等领域。 

乳酸菌生产胞外多糖(LAB EPS)在某些方面具有优势。一方面，许多乳酸菌是历史悠久的食品工业生产菌，生产食品级多糖更为容易；另一方面，乳酸菌生产胞外多糖一般在厌氧条件下进行、不再有高粘溶液发酵中氧传递问题，还可节省大量的搅拌能，其放大生产相对容易；此外，采用嗜热乳酸菌无需冷却系统。已有将产黄原胶的基因簇重组到质粒载体或噬菌体上，再通过转化或转导到厌氧菌中，以正常速度表达而成为节能工程菌的报导。用乳酸菌构建食品级工程菌具有多方面的优势。可以预料，随着食品生物技术的发展，对乳酸菌胞外多糖的研究将进一步深人，有望开发出应用范围广泛的乳酸菌多糖产品。 

乳酸菌Nisin和LAB EPS有很多特点，已经引起广大从事乳酸菌、食品添加剂、益生素及开发新药等领域研究人员的极大兴趣，出现了研究热潮。目前的研究主要集中于新菌株和高产菌株的筛选、对已知乳酸菌Nisin和LAB EPS遗传因子的鉴定及结构基因的克隆和排序、乳酸菌Nisin和LAB EPS开发应用等方面。我国是一个乳酸菌资源非常丰富的国家，但对乳酸菌Nisin和LAB EPS的研究起步晚，特别是开发应用方面的研究尤显不足。因而进行Nisin---LAB EPS乳酸菌复合发酵剂方面的研究不仅具有重要的理论意义，而且具有广阔的应用前景。相信二十一世纪乳酸菌及乳酸菌Nisin和LAB EPS将对人类健康发挥巨大的作用。