利用马铃薯全粉加工废水培养解淀粉芽胞杆菌产抗菌脂肽条件优化

摘要

为实现马铃薯全粉加工废水资源高值化利用,以马铃薯全粉加工废水为基础培养基,采用Plackett-Burman设计和Box-Behnken响应面设计,对解淀粉芽胞杆菌BacillusamyloliquefaciensPC2利用马铃薯全粉加工废水发酵产抗菌脂肽的培养基进行优化。结果表明,马铃薯全粉加工废水蛋白质、游离氨基酸、游离淀粉和还原糖含量分别为16.0、2.11、0.18和1.29mg/mL,钾、钙和镁含量分别为1.07、0.05和0.10 mg/mL,铁、锌、锰和铜含量分别为7.10、2.34、0.25和0.09μg/mL。蔗糖、谷氨酸钠和硫酸铵是影响菌株PC2发酵抗菌脂肽的3个主要因素。菌株PC2以马铃薯全粉废水为基础培养基无抗菌脂肽产生,采用响应面法优化获得了产抗菌脂肽的最佳培养基配方为:蔗糖30.2 g,谷氨酸钠3.96 g,硫酸铵6.0 g,马铃薯全粉加工废水1000 mL,所得抗菌脂肽粗提物对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为21.74 mm。采用单因素试验结合响应面法,获得最适发酵条件为:接种量6.0%,装液量50 mL/250 mL,初始pH 6.8,发酵温度31℃,摇床转速170 r/min,发酵时间35 h。获得的抗菌脂肽粗提物抑菌圈直径可达22.81 mm,较优化前增加了1.08 mm,发酵液活菌数由优化前的2.6×108 CFU/mL提高至3.2×1010 CFU/mL。试验结果为马铃薯全粉加工废水资源化利用奠定了基础。