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表面活性素(Surfactin)是目前表面活性优良的生物类表面活性剂之一,且其还具有抗菌、抗病毒、抗癌、易降解、不会造成环境污染等特点。目前,Surfactin在医药、食品、农业、畜牧业、日化和石油工业等行业广泛应用,但其发酵产量低、分离难度大制约了Surfactin的工业化应用。本研究以前期获得的一株高产Surfactin的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)HSB1为出发菌株,从Surfactin分离纯化和结构鉴定、发酵条件优化和抗菌作用等方面进行了具体研究,主要结论如下:1.采用高效液相色谱仪(Waters E2695)进行Surfactin含量检测,优化后液相条件为:色谱柱:ZORBAX SB-C18(5 um,4.6*250 mm),柱温35℃,流动相A:纯水+0.1%三氟乙酸,流动相B:乙腈+0.1%三氟乙酸,检测波长205 nm,流速0.8 mL/min,洗脱条件:0-9 min,流动相A 40%,9-25 min,流动相A由40%降低到7%,25-30 min,流动相A由7%升高到40%。2.采用制备型高效液相色谱仪(岛津LC-20R)对Surfactin单组分进行分离纯化,制备液相条件为:色谱柱:ZORBAX SB-C18(5um,20*250mm),流动相A:纯水+0.1%三氟乙酸,流动相B:乙腈+0.1%三氟乙酸,检测波长205 nm,分离时间30 min,采用90%流动相A进行等度洗脱,流速:10 mL/min。进样量2000uL。采用液相质谱联用仪对分离得到的各组分进行质谱分析,确定分离出的单组分分别为C122 Surfactin A、C133 Surfactin A、C144 Surfactin A、C155 Surfactin A、C16Surfactin A和C155 Surfactin B。3.Surfactin发酵培养基筛选试验表明,菌株HSB1产Surfactin的最佳发酵培养基为Landy培养基,在30℃、150 r/min、装液量200 mL/500 mL、接种量5%的条件下培养48 h,产量达到612.39 mg/L;单因素试验显示,发酵温度、转速、装液量和接种量对Surfactin的产量有显著影响,最优条件为转速175 r/min、装液量175 mL/500 m L、接种量5%和温度33℃;前体物质添加试验显示,向Landy发酵培养基中添加2.5 mmol/L的L-Leu可使Surfactin产量提高50.9%,达到928 mg/L,且C155 Surfactin A占比由原来的32.48%增加到42.86%,增加了10.38%,而添加D-Leu会抑制Surfactin积累,当D-Leu添加量为1.5 mmol/L时,Surfactin产量降低了66%;向Landy发酵培养基中添加0.7 mmol/L的L-Val时,Surfactin产量提高到699.2 mg/L,而添加量为1 mmol/L时,Surfactin产生会受到抑制,产量降低了24%;响应面优化显示,最佳发酵条件为:Landy发酵培养基中添加2.5 mM/L的L-Leu,接种量5%、发酵温度35℃、转速175 r/min、装液量125 mL/500 mL,Surfactin的产量最高,从优化前的612.39mg/L提高了59%达到了973.52 mg/L。4.对峙实验显示,菌株HSB1对藤黄微球菌(Micrococcus luteus)、黄单孢菌(Xanthomonas)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和真菌具有明显的抑制作用。C122 Surfactin A和C155 Surfactin A对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的最小抑菌浓度为50 ug/mL和37.5 ug/mL,说明Surfactin碳链越长抑菌效果越好;PI染色结果显示,采用80 ug/mL的C15 Surfactin A处理4 h的禾谷镰刀菌菌丝在绿色激发光下发出明显的红色荧光,说明Surfactin会造成禾谷镰刀菌菌丝细胞膜受损,从而抑制菌丝生长。