项目可行性研究报告
项目名称： 新型生物保鲜剂的保鲜作用及其开发研究 计划类别： 科研攻关类 申报单位（盖章）： 江西师范大学 联 系 人： 龙中儿 联系电话： 0791-8120399 通讯地址： 南昌市紫阳大道99号 江西师大生命科学学院 报告编制单位： 江西师范大学生命科学学院
二○○六年十月十二日
一、立项依据与研究内容
1 引言
随着人们生活水平的不断提高，生活模式与消费观念的改变，人们对果蔬的要求已不仅仅满足于传统上的色、香、味，而更加关注的是果蔬的安全与环保。果蔬的保鲜一直是人们普遍关注的问题。传统的、已广泛使用的化学防腐剂，如亚硝酸钠、苯甲酸钠等都具有一定的毒性；而辐射贮藏、低温贮藏等物理方法又因使用范围、操作技术等限制,很难广泛推广。因此，寻找安全、无毒、无污染的生物保鲜技术取代传统的物理、化学保鲜方法已成为人们关注的热点。
目前，生物保鲜技术主要包括菌体次生代谢产物保鲜、多糖类物质保鲜、抗菌肽保鲜、生物酶保鲜、直接用微生物菌体保鲜、生物体自身的天然成份提取物保鲜等。微生物在生物保鲜技术中具有特别重要的作用。 2 研究的目的和意义
采后腐烂是果蔬生产和流通过程中的主要问题之一。我国果蔬生产发展迅猛，但由于保鲜技术相对滞后，每年产后损耗率高达40％左右。因此，果蔬的采后贮藏保鲜已被愈来愈多的人重视，它是保证果蔬旺季不烂、淡季不断和满足国内外市场需求、使市场周年均衡供应和确保农业增产增效的重要环节。目前，我国果蔬贮藏保鲜方法主要应用物理的、或一些人工合成的化学保鲜剂，不仅效果差，而且化学保鲜剂的毒性较大，易引起毒性残留，危害人体健康；同时，也在一定程度上制约了国内果蔬在国际市场上的销售。天然、高效、无毒，适合果蔬保鲜的生物保鲜剂的研发已成为产、学、研各界关注的热点。
课题小组基于前期从蔬菜表面分离到一株经实验证实对苹果具有良好保鲜作用的蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）（相关研究成果已投稿《食品科学》杂志，并被安排发表于该刊2006年第12期），但其使用范围和使用方式尚未能确定。本申请项目试图将该蜡样芽孢杆菌用于果蔬（以江西丰产的蔬菜、赣南脐橙、南丰蜜橘等为代表）的保鲜，建立果蔬保鲜效果的评价体系，探讨蜡样芽孢杆菌的保鲜机理及其在果蔬保鲜中的应用方式、安全性（毒性），在此基础上利用蜡样芽孢杆菌制备果蔬生物保鲜剂，项目研究具有创新性。（详见所附江西省国防科技情报研究所《科技查新报告》）
该项目的研究成功，可为开发利用蜡样芽孢杆菌这一生物保鲜剂奠定基础，同时为我国果蔬生物保鲜作出积极贡献。 3 国内外研究现状及存在的问题
在国外，生物活菌保鲜剂已成功地用于菠萝、草莓、菠菜、白菜等果蔬保鲜。如以色列DrChalutz等研究表明从柑桔表面分离出的两种酵母菌对柑橘果实具有保鲜作用；美国在苹果、柑橘等果实上应用分离的枯草杆菌已取得满意的商业效果；对细菌产生的抑菌类物质——细菌素的研究也较深入，如从枯草芽胞杆菌中
提取的枯草菌素、从放线菌中提取的纳他菌素、以及乳酸链球菌素。
国内生物保鲜技术的研究尚处起步阶段，但已引起学者的广泛关注，如赖健、张渭等研究了木霉发酵液对茄子的保鲜作用，张福星等用多种微生物菌种发酵提取液混合对草莓进行了保鲜研究；邱芳萍等研究了从吉林林蛙干皮中纯化得到的抗菌肽对香肠、草莓的保鲜作用；彭穗等研究了乳酸链球菌素与复合生物酶对辣椒的保鲜作用；欧体库尔·玛合木提等人将从葡萄表面分离到一株链霉菌H2用于新疆甜瓜的防腐保鲜；江西德宇集团成功地利用蜡样芽孢杆菌能形成具有良好阻导性能的生物膜，结合限氧包装对茶叶进行保鲜（中国专利CN1145177），茅春林等则利用蜡样芽孢杆菌和其他菌的混合物制备了果蔬保鲜剂（中国专利CN1419832）；在细菌素方面，我国已批准使用的微生物防腐剂只有乳酸链球菌素和纳他菌素。尽管如此，经查新，没有发现单独利用蜡样芽孢杆菌制备果蔬保鲜剂的报道。（详见所附江西省国防科技情报研究所《科技查新报告》）
另外，人们对生物保鲜机理的了解不多。一般认为，生物保鲜技术的机理可能是隔离果蔬与空气的接触、延缓氧化作用，或是生物保鲜物质本身具有良好的抑菌作用，这种模糊认识状态，不利于生物保鲜剂的开发。生物保鲜机理研究成为开发生物保鲜剂的关键。 4 研究内容、方法与技术路线 4.1 研究内容与方法
(1) 蜡样芽孢杆菌的发酵培养物对果蔬的保鲜效果
A 根据国家质量标准，建立果蔬保鲜效果的评价体系
B 利用蜡样芽孢杆菌发酵培养物对不同待保鲜果蔬进行浸泡、涂抹、喷雾等处理，观察保鲜效果，探讨蜡样芽孢杆菌对果蔬保鲜作用的应用范围及应用方式，重点考察喷雾使用的效果。
(2) 探索蜡样芽孢杆菌的发酵培养物对果蔬的保鲜作用机理
分别利用蜡样芽孢杆菌发酵液、蜡样芽孢杆菌菌悬液、除菌发酵液作为保鲜剂，观察它们对果蔬的保鲜效果，确定具有保鲜作用的是菌体或是发酵液，进而确定保鲜机理。 (3) 蜡样芽孢杆菌作为生物保鲜剂应用的安全性
采用常规方法（如急性毒性实验）进行。 (4) 利用蜡样芽孢杆菌制备生物保鲜剂的工艺
A若保鲜作用需要菌体的存在，则可利用发酵培养物直接作为保鲜剂使用；
B若保鲜作用不需要菌体的存在，说明菌体培养物中含有抗菌活性产物具有保鲜作用，根据安全性及成本要求可利用发酵培养物直接作为保鲜剂使用，也可从中分离具有保鲜效果的保鲜剂（抗菌物质）。
4.2 技术路线
斜面菌种发酵培养菌体果蔬保鲜效果除菌发酵液发酵液安全性检验新型保鲜剂应用范围应用方式 5 项目的特色与创新之处
生物保鲜技术具有无毒、无害、无污染和不影响风味等特点，是现代保鲜技术的发展方向。
本申请项目基于课题小组前期从蔬菜表面分离到一株经实验证实对苹果具有良好保鲜作用的蜡样芽孢杆菌，研究蜡样芽孢杆菌的保鲜机理，在此基础上利用蜡样芽孢杆菌培养物制备果蔬保鲜剂，经查新检索，未发现有相关文献报道，具有创新性。（详见所附江西省国防科技情报研究所《科技查新报告》） 6 项目的立论依据
生物保鲜剂可以从植物、动物和微生物中获得，但最具有潜力的是微生物资源，因为它们具有生长周期短、易培养等特点。微生物成为现代学者研究开发新型生物保鲜剂的首选。
江西德宇集团成功地利用蜡样芽孢杆菌能形成具有良好阻导性能的生物膜，结合限氧包装对茶叶进行保鲜（中国专利CN1145177），茅春林等则利用蜡样芽孢杆菌和其他菌的混合物制备了果蔬保鲜剂（中国专利CN1419832）。
课题小组前期研究已从蔬菜表面分离到一株经实验证实对苹果具有良好保鲜作用的蜡样芽孢杆菌（相关研究成果已投稿《食品科学》杂志，并被安排发表于该刊2006年第12期）。
总之，利用蜡样芽孢杆菌制备果蔬生物保鲜剂的设想具备理论及实验依据。 7 研究达到的目标（预期成果）
1）建立利用蜡样芽孢杆菌制备果蔬生物保鲜剂的工艺；
2）申报一项国家发明专利，并积极申报省级、国家级重点新产品计划； 3）发表蜡样芽孢杆菌保鲜作用的相关学术论文3～5篇。 8 项目主要技术、经济指标和社会与环境效益 8.1 技术指标
1）建立果蔬保鲜效果的评价体系；
2）阐明蜡样芽孢杆菌对果蔬保鲜作用的应用范围及应用方式； 3）阐明蜡样芽孢杆菌生物保鲜剂的保鲜机理；
4）建立利用蜡样芽孢杆菌制备果蔬生物保鲜剂的工艺。 8.2 经济指标
蜡样芽孢杆菌生物保鲜剂广泛应用于食品、水果、蔬菜等方面，减少果蔬采后腐烂，降低经济损失，由此产生经济效益。 8.3 社会与环境效益
蜡样芽孢杆菌生物保鲜剂的开发成功，将为我国生物保鲜技术做出积极贡献。蜡样芽孢杆菌生物保鲜剂广泛应用于食品、水果、蔬菜等方面，减少果蔬采后腐烂，减少损失，由此产生经济效益，进而产生社会效益。同时，蜡样芽孢杆菌生物保鲜剂具有无毒、无污染等特点，应用过程中不产生环境污染。 9 项目工作进度安排
第一阶段：2007.01-2007.03 进一步查阅文献，完善实验研究方案，准备相关仪器设备与试剂；
第二阶段：2007.04-2008.03 研究蜡样芽孢杆菌的发酵培养物对果蔬的保鲜效果及保鲜作用机理研究；
第三阶段：2008.04-2008.10 蜡样芽孢杆菌生物保鲜剂的制备及其安全性研究；
第四阶段：2008.11-2008.12 整理材料，成果鉴定。
二、研究基础与工作条件
1 研究工作基础
本项目组成员长期从事微生物发酵工程研究，具有丰富的微生物发酵和发酵产物分离的经验，熟悉发酵工程学科研究及其产品开发的一般规律，这将为本项目的研究奠定人力技术基础。
项目组成员前期研究从蔬菜表面分离到一株蜡样芽孢杆菌，经实验证实该菌对苹果具有良好保鲜作用（相关研究成果已投稿《食品科学》杂志，并被安排发表于该刊2006年第12期），为申请项目的研究成功奠定了现实基础。
2工作条件
江西师范大学生命科学学院拥有一个教育部重点实验室，一个省属重点实验室，科研仪器设备先进，水、电等辅助设施齐全，能保证实验研究的顺利进行。 3项目负责人及主要成员简历
龙中儿，男，1970年5月生，江西崇仁人；博士，副教授。1992年7月毕业于江西大学生物系，获学士学位，1992年8月至1994年8月在江西南昌桑海制药厂从事微生物发酵生产抗生素工作，1994年9月考入南昌大学中德联合研究院学习，