王 爽，周 巍,2，劉紅冉，李永波，馬超峰，張 巖,*

（1.河北省食品檢驗(yàn)研究院，河北省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050071；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北 保定 071000）

幾種氧載體對(duì)納他霉素發(fā)酵的影響

王 爽1，周 巍1,2，劉紅冉1，李永波1，馬超峰1，張 巖1,*

（1.河北省食品檢驗(yàn)研究院，河北省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050071；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北 保定 071000）

為有效改善納他霉素發(fā)酵液中的氧傳遞速率，研究了幾種氧載體對(duì)納他霉素發(fā)酵的影響。結(jié)果表明，氧載體不能作為碳源被細(xì)胞利用，并能提高發(fā)酵體系溶氧量和傳氧速率，有效促進(jìn)單位細(xì)胞的納他霉素產(chǎn)率的提高。在搖瓶發(fā)酵初期添加6%的大豆油、6%的橄欖油和9%的二甲基硅油，納他霉素產(chǎn)量分別提高了56.8%、59.5%和72.5%。發(fā)酵初期添加6%的表面活性劑吐溫-80可促進(jìn)菌體生長(zhǎng)，同時(shí)有效提高納他霉素產(chǎn)量82.6%。

褐黃孢鏈霉菌；納他霉素；氧載體；表面活性劑

納他霉素（Natamycin），又稱游鏈霉素，是一種天然的二十六元多烯大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，由褐黃孢鏈霉菌（Streptomyces gilvosporeus）等產(chǎn)生，能夠有效抑制酵母菌等真菌的生長(zhǎng)及真菌毒素的產(chǎn)生。目前，我國(guó)允許使用的生物防腐劑僅為乳酸鏈球菌素（Nisin）、納他霉素（Natamycin）[1]。納他霉素在食品中的使用劑量低，很難被人體消化道吸收，對(duì)人體無(wú)致癌、致畸、致突變和致敏作用。同時(shí)納他霉素溶解度很低，既不會(huì)影響食品中的其他成分，也不會(huì)影響食品風(fēng)味，其作為一種天然、廣譜、高效、安全的食品防腐劑，已在世界30多個(gè)國(guó)家廣泛應(yīng)用于乳制品、肉制品、發(fā)酵酒、飲料和果汁等食品的生產(chǎn)和保藏[2-3]。

目前納他霉素在國(guó)際市場(chǎng)上需求數(shù)量巨大，產(chǎn)品出口空間廣闊。但國(guó)內(nèi)發(fā)酵水平較低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本太高，納他霉素的價(jià)格高達(dá)每千克上千元，這嚴(yán)重制約了納他霉素在食品工業(yè)的廣泛應(yīng)用。因此許多研究機(jī)構(gòu)開展了包括優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)菌株[4]、發(fā)酵培養(yǎng)基[5]、發(fā)酵培養(yǎng)條件[6]、添加前體物質(zhì)[7-8]等優(yōu)化方案的課題研究，以期降低納他霉素的生產(chǎn)成本，提高納他霉素的產(chǎn)量。

在發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液中的溶氧濃度（dissolved oxygen，DO）可以直接影響微生物的酶活性、代謝途徑，對(duì)微生物的生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成具有重要的影響。在常規(guī)的液態(tài)發(fā)酵體系中加入氧載體（oxygen vectors），其一般具有比水更高的溶氧量，且與發(fā)酵液不互溶，可以減少氣-液兩相之間的傳氧阻力，提高底物溶氧能力[9]。添加氧載體的發(fā)酵體系具有氧傳遞速度快、能耗低、氣泡生成少、剪切力小等特點(diǎn)[10]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)常用的氧載體有烷烴類化合物、氟碳化合物、煤油、植物油和表面活性劑等。液態(tài)烷烴類及煤油儲(chǔ)存使用過(guò)程中易引發(fā)一定的安全隱患，全氟化碳的高價(jià)格也抑制了其工業(yè)化的大量應(yīng)用。因此研究植物油脂和表現(xiàn)活性劑對(duì)納他霉素生物合成的影響具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 菌株、培養(yǎng)基與試劑

實(shí)驗(yàn)菌株：褐黃孢鏈霉菌（S t re p t o m y c e s gilvosporeus）ATCC 13326，購(gòu)于美國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心（American Type Culture Collection，ATCC）。

斜面保存/平板分離培養(yǎng)基：葡萄糖10 g/L、蛋白胨5 g/L、酵母粉3 g/L、麥芽浸粉3 g/L、瓊脂粉15 g/L、蒸餾水1 L，pH 7.0。

種子培養(yǎng)基：葡萄糖20 g/L、蛋白胨6 g/L、酵母粉6 g/L、NaCl 10 g/L、蒸餾水1 L，pH 7.0。

發(fā)酵培養(yǎng)基（YEME，酵母膏-麥芽膏培養(yǎng)基）：葡萄糖10 g/L、蛋白胨5 g/L、酵母粉3 g/L、麥芽浸粉3 g/L、MgCl2?6H2O 1.05 g/L、蒸餾水1 L，pH 7.0。

酵母粉、蛋白胨、麥芽浸粉、瓊脂、葡萄糖均為生化試劑；氫氧化鈉、氯化鈉、無(wú)水甲醇、二甲基硅油、橄欖油、吐溫-80均為分析純；大豆油（食用級(jí)）；納他霉素標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS-124S型電子天平 北京賽馬利斯公司；ES2315高壓蒸汽滅菌器 日本Tomy公司；HWY 22112型恒溫培養(yǎng)搖床 上海智城分析儀器制造有限公司；DH-101-2型電熱鼓風(fēng)干熱箱 天津市中環(huán)試驗(yàn)公司；UV22550雙光束紫外-可見分光光度計(jì) 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 菌體培養(yǎng)方法

將1 環(huán)試管斜面菌種接入50 mL種子培養(yǎng)基中，28 ℃、180 r/min搖床培養(yǎng)48 h；然后取1 mL種子液加入50 mL發(fā)酵培養(yǎng)基中，于28 ℃、180 r/min搖床培養(yǎng)96 h。

1.3.2 樣品處理

取1.0 mL發(fā)酵液于離心管中，加入9.0 mL無(wú)水甲醇，振蕩器充分振蕩后4 000 r/min離心15 min，除去菌絲體及培養(yǎng)基中的雜質(zhì)，所得上清液再用無(wú)水甲醇適當(dāng)稀釋后即為待測(cè)液。

1.3.3 菌體生物量的測(cè)定

發(fā)酵液培養(yǎng)96 h后，用移液管吸取40 mL經(jīng)過(guò)漏斗過(guò)濾，收集菌體，用去離子水洗滌3 次，濾紙105 ℃烘干24 h至質(zhì)量恒定，以空白濾紙質(zhì)量為對(duì)照，稱量并計(jì)算菌體生物量，重復(fù)測(cè)定3 次，取平均值。

1.3.4 紫外分光光度法測(cè)定納他霉素產(chǎn)量

配制一定質(zhì)量濃度梯度的納他霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用UV-2550雙光束紫外-可見分光光度計(jì)測(cè)定其在303.0 nm波長(zhǎng)處的吸光度。以納他霉素標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度x為橫坐標(biāo)，303.0 nm波長(zhǎng)處的吸光度y為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程為：y=0.115x—0.016（R2 = 0.999）。回歸方程線性關(guān)系明顯，說(shuō)明納他霉素質(zhì)量濃度在0.2～30.0 μg/mL范圍內(nèi)與303 nm波長(zhǎng)處的吸光度線性關(guān)系良好。測(cè)定按照1.3.2節(jié)得到的待測(cè)液在303 nm波長(zhǎng)處的吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算得到待測(cè)液中納他霉素的含量。以未添加氧載體的發(fā)酵液中納他霉素含量為基準(zhǔn)，計(jì)算添加氧載體的發(fā)酵液中納他霉素的產(chǎn)量，重復(fù)測(cè)定3 次，取平均值。

1.3.5 氧載體添加實(shí)驗(yàn)

1.3.5.1 褐黃孢鏈霉菌對(duì)氧載體的可利用性

種子培養(yǎng)液離心，無(wú)菌水沖洗3 次，收集不含培養(yǎng)基成分的菌體，加入無(wú)菌水配成一定濃度的菌懸液。二甲基硅油、橄欖油、豆油及吐溫-80高溫滅菌將制備的菌懸液以10%的接種量接入無(wú)碳源培養(yǎng)基（對(duì)照組）以及添加3%氧載體的培養(yǎng)基（實(shí)驗(yàn)組），搖床發(fā)酵培養(yǎng)。取等體積對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組培養(yǎng)液比較菌體生物量。

1.3.5.2 氧載體添加量影響實(shí)驗(yàn)

二甲基硅油、橄欖油、大豆油及吐溫-80高溫滅菌。在發(fā)酵初始階段按0%、3%、6%、9%、12%的添加量添加在裝液量50 mL/250 mL三角瓶中，28 ℃、180 r/min進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)96 h。測(cè)定菌體生物量和納他霉素產(chǎn)量。

1.3.5.3 氧載體添加時(shí)間影響實(shí)驗(yàn)

二甲基硅油、橄欖油、大豆油及吐溫-80高溫滅菌。按各氧載體的最優(yōu)添加體積分?jǐn)?shù)，分別在發(fā)酵后0、24、48、72 h時(shí)添加在裝液量50 mL/250 mL三角瓶中，28 ℃、180 r/min進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)96 h。測(cè)定菌體生物量和納他霉素產(chǎn)量。得率系數(shù)計(jì)算公式同1.3.5.2節(jié)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)結(jié)果采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析（analysis of variance，ANOVA）和鄧肯氏多重檢驗(yàn)（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 褐黃孢鏈霉菌對(duì)氧載體的可利用性

有機(jī)試劑作為氧載體用于微生物好氧發(fā)酵的前提是不能作為碳源被細(xì)菌利用，考察褐黃孢鏈霉菌對(duì)液態(tài)烷烴的可利用性，以確定添加的氧載體能否作為碳源供細(xì)胞生長(zhǎng)[11]。由圖1可知，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組菌體生物量基本相等（P＜0.05），說(shuō)明實(shí)驗(yàn)所用褐黃孢鏈霉菌不以其作為碳源生長(zhǎng)繁殖[11]，因此添加物質(zhì)可以作為氧載體用于納他霉素發(fā)酵。

圖1 氧載體對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effect of oxygen vectors on the growth of Streptomyces gilvosporeus

2.2 氧載體添加量的影響

2.2.1 大豆油添加量的影響

圖2 大豆油添加量對(duì)菌體生物量和納他霉素合成的影響Fig.2 Effect of soybean oil concentration on cell dry weight and natamycin production

由圖2a可知，在0%～15%的添加量范圍內(nèi)，隨著大豆油的添加量的增加，菌體生物量顯著增加（P＜0.05），在添加量為15%時(shí)達(dá)到最大值26.5 g/L。發(fā)酵體系中加入大豆油時(shí)納他霉素產(chǎn)量比未加入時(shí)高，其中添加6%的大豆油可使納他霉素產(chǎn)量達(dá)到最高值580 mg/L，比對(duì)照組提高了56.8%。梁新樂等[12]報(bào)道，添加大豆油0.5%～5.0%，蝦青素產(chǎn)量隨大豆油添加量逐步提高，最高時(shí)達(dá)到2.98 mg/L。

由圖2b可知，不同大豆油添加量對(duì)納他霉素得率系數(shù)有顯著影響（P＜0.05），呈先增加后減小的變化趨勢(shì)，當(dāng)大豆油添加量為6%時(shí)，納他霉素得率系數(shù)達(dá)到最大值，為38.67 mg/g。這說(shuō)明產(chǎn)量的提高是單位質(zhì)量細(xì)胞的納他霉素合成效率提高的結(jié)果，與梁新樂等[12]的研究報(bào)道一致。當(dāng)添加9%、12%和15%的大豆油時(shí)，促進(jìn)了菌體細(xì)胞的生長(zhǎng)，但一定程度上抑制了產(chǎn)物的合成，因此得率系數(shù)顯著下降。這是因?yàn)檫^(guò)量加入大豆油搖瓶中存在較大油滴，易浮于表面，導(dǎo)致發(fā)酵液水分流失，表觀黏度增大引起氧氣傳質(zhì)系數(shù)下降；而添加量為0～6%豆油的搖瓶中分散乳化效果較好，從而更有利于油-水兩相間的接觸與物質(zhì)傳遞。

2.2.2 橄欖油添加量的影響

圖3 橄欖油添加量對(duì)菌體生物量和納他霉素合成的影響Fig.3 Effect of Olive oil concentration on cell dry weight and natamycin production

由圖3a可知，與大豆油添加效果類似，納他霉素產(chǎn)量隨橄欖油添加量的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，在添加量為6%時(shí)達(dá)到最大值590 mg/L，比對(duì)照組提高59.5%，之后產(chǎn)量顯著降低（P＜0.05），當(dāng)添加量為15%時(shí)，產(chǎn)量為345 mg/L，低于對(duì)照組，這說(shuō)明高濃度的油脂不利于納他霉素的合成。與對(duì)照組相比，橄欖油添加量為12%時(shí)，菌體生物量由初始的12.5 g/L增加到14.3 g/L，影響并不明顯，當(dāng)添加量為15%時(shí)油，菌體生物量顯著降低（P＜0.05），說(shuō)明高添加量的橄欖油抑制菌體的生長(zhǎng)。

由圖3b可知，納他霉素得率系數(shù)的變化趨勢(shì)與產(chǎn)物含量的變化趨勢(shì)基本一致，先升高后降低，并在添加量為6%時(shí)達(dá)到最高值44.36 mg/L。以上結(jié)果表明，添加適量橄欖油強(qiáng)化傳氧作用的最直接后果就是納他霉素的合成得到加強(qiáng)，而對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)（菌體生物量）影響不顯著，即單位細(xì)胞的納他霉素合成能力得到加強(qiáng)，單位產(chǎn)率提高。

2.2.3 二甲基硅油添加量的影響

由圖4a可知，隨著二甲基硅油添加量的增加，菌體生物量和納他霉素產(chǎn)量的影響均呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢(shì)，且分別在添加量為6%和9%時(shí)達(dá)到最大值，納他霉素產(chǎn)量比對(duì)照組提高了72.5%，促進(jìn)效果明顯（P＜0.05）。隨著添加量繼續(xù)增加，促進(jìn)作用減弱，可能是由于表觀黏度的不斷增加影響了氧傳質(zhì)系數(shù)[13]。

由圖4b可知，二甲基硅油低添加量的處理下得率系數(shù)較低，隨著添加量的升高，得率系數(shù)逐漸升高。這可能是因?yàn)榭股氐陌l(fā)酵過(guò)程分為即菌體生長(zhǎng)階段和代謝物生產(chǎn)階段。在生長(zhǎng)階段，菌體生長(zhǎng)速率高，但產(chǎn)物合成速率較低；隨著菌體生長(zhǎng)速率的減緩，產(chǎn)物進(jìn)入大量合成生長(zhǎng)階段。

圖4 二甲基硅油添加量對(duì)菌體生物量和納他霉素合成的影響Fig.4 Effect of polydimethyl iloxane concentration on cell dry weight and natamycin production

2.2.4 吐溫-80添加量的影響

圖5 吐溫-80添加量對(duì)菌體生物量和納他霉素合成的影響Fig.5 Effect of Tween-80 concentration on dry weight of cells and the yield of natamycin

由圖5a可知，與對(duì)照組相比，吐溫-80添加量對(duì)菌體生物量和納他霉素產(chǎn)量的影響均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，分別在添加量為15%和6%時(shí)分別達(dá)到最大值，分別為13.20 g/L和210 mg/L，納他霉素產(chǎn)量對(duì)照組提高了82.6%，促進(jìn)效果明顯（P＜0.05）。當(dāng)吐溫-80的添加量超過(guò)6%后，納他霉素的生成量略有減弱，但仍高于對(duì)照組。吐溫-80本質(zhì)是一種油酸酯，具有乳化性質(zhì)。目前表面活性劑對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生的促進(jìn)作用原理尚不很清楚，一般認(rèn)為其作用在于改善細(xì)胞的通透性，增大細(xì)胞膜的通透能力，增加胞內(nèi)胞外的物質(zhì)平衡，改善通氣效果[15]。同時(shí)，吐溫-80又可以增加溶氧量、促進(jìn)傳氧速率，改變發(fā)酵液流體特性，有利于提高納他霉素的產(chǎn)量。

由圖5b可知，那他霉素得率系數(shù)呈現(xiàn)出隨著吐溫-80添加量的升高不斷下降的趨勢(shì)，這與其他結(jié)果相異。這是因?yàn)橥聹?80對(duì)菌體生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物的合成均呈現(xiàn)促進(jìn)作用。低吐溫-80添加量對(duì)納他霉素的促進(jìn)作用較強(qiáng)，添加較高添加量的吐溫-80更有利于菌體的生長(zhǎng)，這與朱艷等[15]的研究結(jié)果一致。

2.3 氧載體添加時(shí)間的影響

2.3.1 氧載體添加時(shí)間對(duì)菌體生長(zhǎng)和納他霉素產(chǎn)量的影響

圖6 氧載體添加時(shí)間對(duì)菌體生物量和納他霉素合成的影響Fig.6 Effect of oxygen vector addition time on cell dry weight and natamycin production

在氧載體添加量單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取不同氧載體的最適添加量，分別研究其在發(fā)酵后0、24、48、72 h添加對(duì)褐黃孢鏈霉菌生長(zhǎng)和納他霉素合成的影響。結(jié)果如圖6所示，添加4 種物質(zhì)的作用趨勢(shì)一致，即隨著發(fā)酵后添加時(shí)間的延長(zhǎng)，菌體生物量和納他霉素的生物合成量整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，即最適的添加條件為發(fā)酵初期。這可能是因?yàn)樵趽u瓶培養(yǎng)時(shí)，由于褐黃孢鏈霉菌的耗氧速率很快，接種后數(shù)小時(shí)內(nèi)培養(yǎng)液中的溶氧量降低，成為培養(yǎng)的限制因素。接種同時(shí)添加氧載體比指數(shù)生長(zhǎng)期添加效果要明顯（P＜0.05），就是因?yàn)檩^早加入的氧載體，可以及時(shí)緩解培養(yǎng)過(guò)程中很快就會(huì)出現(xiàn)的氧不足問(wèn)題[13]。

2.3.2 氧載體添加時(shí)間對(duì)納他霉素得率系數(shù)的影響

圖7 氧載體添加時(shí)間對(duì)納他霉素得率系數(shù)的影響Fig.7 Effect of Effect of oxygen vector addition time on the yield coefficient of natamycin

由圖7可知，單位細(xì)胞納他霉素產(chǎn)量逐漸降低（P＜0.05），最大值為在發(fā)酵初始添加氧載體。這是因?yàn)檠踺d體添加時(shí)間的不同對(duì)菌體生長(zhǎng)影響比對(duì)納他霉素合成的影響小，這進(jìn)一步驗(yàn)證添加氧載體并不是由細(xì)胞總生物量提高所導(dǎo)致的，而是單位細(xì)胞的納他霉素產(chǎn)率增大的結(jié)果。隨著添加時(shí)間的延長(zhǎng)，得率系數(shù)逐漸降低。推測(cè)可能是因?yàn)榘l(fā)酵初期體系溶氧較充足，同時(shí)前期生成的產(chǎn)物具有表面活性劑性質(zhì)，可生成大量小氣泡，強(qiáng)化了氣-液界面的擴(kuò)散，能一定程度上提高氧傳遞速率。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，體系中的納他霉素產(chǎn)量不斷增加，黏度增大，同時(shí)小氣泡能相互接合，氣-液比表面積降低，氧傳遞系數(shù)減小，出現(xiàn)溶氧不足問(wèn)題。氧載體添加時(shí)間較晚，無(wú)法及時(shí)解決體系的溶氧限制問(wèn)題，干擾了納他霉素的生物合成，單位細(xì)胞納他霉素產(chǎn)量也大量減少。

3 討 論

發(fā)酵過(guò)程中，氧的傳質(zhì)速率主要受發(fā)酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力影響。而溶解氧對(duì)發(fā)酵的影響分為兩方面：一方面溶氧濃度影響與呼吸鏈有關(guān)的能量代謝，從而影響微生物生長(zhǎng)；另一方面氧直接參與代謝產(chǎn)物的合成[16]。因此研究溶氧對(duì)發(fā)酵的影響及控制對(duì)提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量等都有重要意義[17]。

雙液相發(fā)酵（two-liquid phase fermentation）是在常規(guī)液態(tài)發(fā)酵體系中加入一種與水不相溶的油相，以提高底物或溶解氧的供給能力或解除產(chǎn)物的抑制作用[9]。按其目的不同分為三類：1）傳統(tǒng)的石油發(fā)酵，其目的是為了獲得菌體、菌體代謝產(chǎn)物和生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物；2）氧載體（oxygen vectors）發(fā)酵體系，以強(qiáng)化發(fā)酵體系中的氧傳遞過(guò)程；3）在上述兩類液相發(fā)酵體系中引入固體載體（或乳化劑），利用這種載體增加雙液相間的接觸面積，從而提高傳質(zhì)速率和發(fā)酵產(chǎn)率[18]。微生物只能利用溶解于水中的氧而不能利用氣態(tài)的氧。而氧的溶解實(shí)質(zhì)上是氣體吸收過(guò)程，是由氣相向液相傳遞的過(guò)程[19]。有學(xué)者[20-21]認(rèn)為像植物油脂、油酸等具有正鋪展系數(shù)的氧載體加入到水中后，通過(guò)攪拌、超聲波等作用被分散乳化。由于油-水的相互排斥，氧載體最終將集中在氣液界面上，形成覆蓋氣泡的油膜，氧載體相對(duì)氧氣來(lái)說(shuō)具有較強(qiáng)的溶解度，使得氧穿過(guò)水邊界層的滲透力增強(qiáng)，從而有利于氧的傳遞。孟娜等[22]研究表明，添加豆油、表面活性劑等氧載體后，可以提高統(tǒng)一發(fā)酵系統(tǒng)的氧傳遞系數(shù)值30%～300%，這與本研究的結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加種類、添加量和時(shí)間不同，對(duì)發(fā)酵體系的菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成影響作用不同。大豆油、橄欖油、二甲基硅油及吐溫-80在發(fā)酵體系中不能作為碳源被利用。在發(fā)酵初期分別添加6%大豆油、6%橄欖油、9%二甲基硅油和6%的吐溫-80，納他霉素產(chǎn)量分別提高了56.8%、59.5%、72.5%和82.6%。其中二甲基硅油和吐溫-80作為乳化劑和活性劑，其在發(fā)酵體系中的促進(jìn)效果較好，且價(jià)格低廉，能有效促進(jìn)單位細(xì)胞的納他霉素產(chǎn)率增大從而提高產(chǎn)量，為后期的發(fā)酵罐實(shí)驗(yàn)提供一定理論基礎(chǔ)。

[1] 李勃, 馮光利, 王長(zhǎng)曄. 納他霉素產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J]. 保鮮與加工, 2011, 11(2): 49-53.

[2] 王春艷, 劉樹立. 納他霉素的研究概況及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)食品添加劑, 2007(2): 169-173.

[3] 高玉榮, 王雪平, 劉洋. 納他霉素水溶液生物穩(wěn)定性研究[J]. 食品科學(xué), 2010, 31(9): 41-44.

[4] 劉變芳, 岳田利, 李卓, 等. 納他霉素高產(chǎn)菌株的誘變選育[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 19(8): 180-184.

[5] 徐廣宇, 駱健美, 楊德山, 等. 納他霉素培養(yǎng)基及發(fā)酵條件優(yōu)化[J].微生物學(xué)雜志, 2007, 27(4): 73-77.

[6] 郝曉兵, 盧英華. 褐黃孢鏈霉菌生產(chǎn)納他霉素工藝條件研究[J]. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 48(6): 866-870.

[7] 相啟森, 岳田利, 高振鵬, 等. 金屬離子對(duì)褐黃孢鏈霉菌生長(zhǎng)和納他霉素生物合成的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 38(1): 209-215.

[8] 王歲樓, 吳曉宗, 陳德經(jīng), 等. 金屬離子和氧載體對(duì)紅酵母NR06胡蘿卜素發(fā)酵的影響[J]. 食品科技, 2008, 33(1): 5-8.

[9] 陸旋, 何捷, 周兵, 等. 雙液相發(fā)酵與氧傳遞研究進(jìn)展[J]. 食品工業(yè)科技, 2010, 31(6): 421-423.

[10] 翁雪清, 施巧琴, 吳松剛. 氧載體, 表面活性劑及H2O2對(duì)L-phe發(fā)酵影響的研究[J]. 氨基酸和生物資源, 2012, 34(2): 39-42.

[11] 楊秋艷, 程蓉, 汪智姝, 等. 氧載體正己烷對(duì)黃原膠發(fā)酵的影響[J].食品科技, 2009, 34(4): 218-221.

[12] 梁新樂, 勵(lì)建榮, 陳敏, 等. 氧載體強(qiáng)化氧傳遞促進(jìn)法夫酵母蝦青素的合成[J]. 菌物學(xué)報(bào), 2003, 22(3): 424-429.

[13] 劉元帥, 石國(guó)領(lǐng), 吳建勇. 添加液態(tài)烷烴氧載體對(duì)法夫酵母發(fā)酵生產(chǎn)蝦青素的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2005, 31(6): 43-46.

[14] LOWE K C， DAVEY M R， POWER J B. Perfluorochemicals: their applications and benefits to cell culture[J].Trends in Biotechnology，1998， 16(1): 272-277.

[15] 朱艷, 袁其朋, 王航. 添加氧載體及表面活性劑對(duì)番茄紅素發(fā)酵的影響[J]. 微生物學(xué)通報(bào), 2006, 33(1): 90-93.

[16] 趙東峰, 梁春艷, 任翔, 等. 溶氧對(duì)生物轉(zhuǎn)化泰樂菌素為其?；锏挠绊慬J]. 中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2006, 37(3): 162-164.

[17] 張智, 滕婷婷, 王淼. 溶氧對(duì)發(fā)酵的影響及控制[J]. 科學(xué)咨詢, 2008(21):163-164.

[18] 賈士儒, 岡部滿康. 提高供氧能力對(duì)土曲霉生產(chǎn)衣康酸的影響[J].天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 1996, 11(1): 6-10.

[19] LOWE K C. Perfluorochemical respiratory gas carriers:benefits to cell culture systems[J]. Journal of Fluorine Chemistry, 2002, 118(1/2): 19-26.

[20] KANG Y， FAN L T， MIN B T， et al. Promotion of oxygen transfer in three-phase fluidized-bed bioreactors by floating bubble breakers[J]. Biotechnology and Bioengineering， 1991， 37(6): 580-586.

[21] JU L K， LEE J F， ARMIGER W B. Effect of the interfacial surfactant layer on oxygen transfer through the oilwater phase boundary in perfluorocarbon emulsions[J]. Biotechnology and Bioengineering，1991， 37(6): 505-511.

[22] 孟娜, 薛正蓮, 魏勝華, 等. 添加氧載體促進(jìn)林可霉素發(fā)酵過(guò)程中的研究[J]. 應(yīng)用化工, 2013, 42(12): 2198-2203.

Effects of Oxygen Vectors on Microbial Production of Natamycin

WANG Shuang1， ZHOU Wei1，2， LIU Hongran1， LI Yongbo1， MA Chaofeng1， ZHANG Yan1，*
(1. Hebei Food Safety Key Laboratory， Hebei Food Inspection and Research Institute， Shijiazhuang 050071， China; 2. College of Food Science and Technology， Agricultural University of Hebei， Baoding 071000， China)

In order to effectively improve the oxygen transfer rate in the microbial production of natamycin, the effect of several oxygen vectors on Streptomyces gilvosporeus biomass and natamycin production was studied. The results showed that oxygen vectors and surfactants could not be used as carbon source although they were useful to improve dissolved oxygen and transfer rate, as well as the production of natamysin. The yield of natamycin could be improved by 56.8%, 59.5% and 72.5% after adding 6% soybean oil, 6% olive oil and 9% polydimethyls iloxane at the beginning of fermentation, respectively. With the addition of 6% Tween-80, the yield of natamycin was improved by 82.6% and growth-promoting effect on the strain was observed.

Streptomyces gilvosporeus; natamycin; oxygen vector; surfactant

TQ465.92；Q939.13

A

1002-6630（2015）09-0102-06

10.7506/spkx1002-6630-201509019

2014-07-12

河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局科技計(jì)劃項(xiàng)目（100107）

王爽（1989—），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。E-mail：wangshuang19890720@126.com

*通信作者：張巖（1979—），男，正高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)槭称钒踩?。E-mail：snowwinglv@126.com