纳他霉素产品生产技术发展趋势分析

第一节产品生产技术发展现状

1982年和1996年,美国FDA和中国食品添加剂标准化技术委员会正式批准纳他霉素可用作食品防腐剂。与传统的食品防腐剂相比,纳他霉素在很低的浓度下仍具有活性,并且安全、高效、广谱。它在食品中的抗真菌作用是双效的,既可防止真菌引起的食品腐败,减少经济损失;又可防止真菌毒素的产生。目前,纳他霉素已在全世界三十多个国家得到广泛应用。我国对纳他霉素需求量很大,对纳他霉素发酵培养基及发酵条件的优化研究是提高纳他霉素产量的途径之一。褐黄孢链霉菌发酵合成纳他霉素过程的优化手段较多,目前大多采用单因素试验或是正交试验。纳他霉素做为一种多烯大环内酯类抗生素,影响其合成过程的因素多,采用单因素或正交试验工作量大、效率低,并且不能考虑两因素间的交互作用。近年来,响应面分析法(RSM)由于试验次数少、周期短、求得的回归方程精度高、能确定几种因素间交互作用,并且通过多元二次回归方程的建立能精确预测最终产量,而被广泛应用于生物技术领域。

第二节产品生产工艺特点或流程

纳他霉素的生产工艺

1菌种

纳他霉素的生产菌为Streptomycesnatalensls和StrePtomycesgilvosPoreus，其中后者的产率可达8.5g／L。

2原材料

发酵所采用的原材料主要为大豆蛋白抽提物，酵母抽提物，葡萄糖，原料的质量标准为通用发酵用（药用）标准，实验表明，原材料的产地和质量对发酵有较大影响，原材料的确定除了其他化验指标外，摇瓶实验结果是极为重要的依据。

3生产

StreptomycesgulvOSporeuS菌经发酵罐放大培养总发酵周期为250h，发酵在好氧条件下进行，搅拌速度在不同时期有所不同，在发酵第1阶段的搅拌速度为500rpm，到发酵第2阶段，由于产物及代谢物的积累，产物的产生速率有所下降，故应适当增加搅拌速度以保持发酵罐内足够的溶解氧水平；同时还要持续地抽去发酵罐中的旧培养液，并以与之相同的速率向发酵罐中添加新培养液，这样就避免有害代谢物在发酵罐中过度积累，及时补充新鲜的营养成分。另外，在发酵后期，添加的新鲜培养液各营养成分的浓度比原来的培养液都有所增加，这也有利于产物的生成，进一步提高产量。

在发酵过程中，培养液中各成分的浓度和类型都会影响纳他霉素的生物合成，其中碳氮比是最关键的因素之一，氮源促进菌体的生长繁殖，同时要在发酵中流加补充适当的碳源（葡萄糖）。纳他霉素在以葡萄糖作为碳源时产量最高，这是因为葡萄糖能渗入纳他霉素的分子中去。在发酵前期葡萄糖的浓度为40g／L，到发酵后期则为20g／L，此时菌体生长和纳他霉素的产量均达到最佳值。该生产工艺中所用的氮源是在豆蛋白抽提物与酵母抽提物的混合物。有资料表明，氮源的类型对菌体生长和纳他霉素的产量有较大影响，菌体细胞生长最好的氮源是酵母抽提物，而纳他霉素产生的最佳氮源是牛肉浸出物，所以，将两种氨源混合使用则使纳他霉素的产量增加两部。Eisenschink等用非酵母蛋白和酵母蛋白的混合物作为培养基中的氮源，得到较高产量的纳他霉素。另外还有研究发现，用孢子接种得到的纳他霉素产量比用营养细胞接种的高40％。

第三节国内外生产技术发展趋势分析

目前商品化生产的霉克是由乳糖与纳它霉素的按1：1混合制得纳他霉素制剂（Natamax），将其配置成300—600ppm的悬浮液，可以用于肉制品表面浸泡或喷洒、糕点、月饼表面喷洒、蚝油表面、浓缩果汁的液面、水果表面浸泡（如将苹果浸在含500PPm本品的悬浮液中1—2min后包装，可保存8个月）。在富含酵母的酒中加入10ppm即可清除酵母；在苹果汁中加入本品30ppm，6周之内可防止果汁发酵，并保持果汁的原有风味不变；可以直接将其加入沙拉酱中，延长保质期不会改变其原味。

国内外目前实际使用的食品防腐剂的防腐效果均受微生物种类、食品成分、pH值和溶解性等因素的影响，且在常规使用量下，影响食品的风味，致使这些防腐剂的使用受到限制，不能满足现代食品加工的需要。而且，随着人们对化学合成食品防腐剂安全认识的提高，低毒、高效、广谱及经济实用的生物食品防腐剂的研究和开发，必将愈来愈受到人们的关注。展望未来，可以预测天然食品防腐剂——纳他霉素在乳制品、肉制品、果蔬汁饮料、焙烤食品中具有极其广阔的应用前景。
 

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