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

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Bacillus amyloliquefaciens PC2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1.29 mg/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0.09 μg/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。