以甘薯渣水解液为碳源生产ε-聚赖氨酸发酵工艺开题报告

1. 研究目的与意义

ε-聚赖氨酸（ε-PL）是一种被公认的安全的食品防腐剂，其具有抑菌谱广、安全性高、热稳定性好等优点。白色链霉菌属放线菌科链霉菌属，是ε-聚赖氨酸的产生菌之一。甘薯渣是甘薯生产淀粉时产生的废弃物，利用其水解产生的甘薯水解液是微生物生长的良好碳源。研究表明，甘薯渣水解液替换葡萄糖生产ε-PL，可以使其产量提升。推测可能是甘薯水解液中的一些营养物质对菌体的生长以及产物的合成起了有促进作用。

2. 研究内容和预期目标

ε-聚赖氨酸（ε-PL）是由白色链霉菌产生的一种特殊的L-赖氨酸同聚物，由25-35个L-赖氨酸通过氨基酸间异形肽键连接而成，分子量范围在2500-4500Da左右。ε-聚赖氨酸的特殊结构使其具备可降解、可食用和环境无毒无害等特点，在很多领域都有非常广阔的应用。现阶段，常被用于绿色安全的食品防腐剂。与传统化学防腐剂相比，其安全性更好，对人体更健康。甘薯渣是甘薯生产淀粉时产生的废弃物，利用其水解产生的甘薯水解液是微生物生长的良好碳源。研究表明，甘薯渣水解液替换葡萄糖生产ε-聚赖氨酸，可以使其产量提升。推测可能是甘薯水解液中的一些营养物质对菌体的生长以及产物的合成起了有促进作用。

菌体的次级代谢产物水平与其生理生化有着密切的联系，比如pH偏高的环境中白色链霉菌更容易生长繁殖而不易合成ε-聚赖氨酸，而pH偏低的环境中更利于产物的合成而不利于菌体的生长，除此之外，菌体形态等也能反映其次级代谢产物的代谢水平。

本课题利用实验室保存的白色链霉菌，对其进行生理生化研究，具体研究内容如下：

3. 研究的方法与步骤

（1）甘薯水解液制备

将块状的甘薯渣彻底烘干，用粉碎机研磨30分钟，直至甘薯渣变成粉末状（粒径约50-100μm）。于阴凉干燥处保存。取甘薯渣200g，蒸馏水1.8L，置于5L大烧杯中加热至70℃，加入1%α淀粉酶，加热至86℃，调整PH至6.0,2小时后再加入0.2%糖化酶，调整PH至4.5，55℃静置2小时，最后加入0.9%纤维素酶，调整PH至5.0,48℃静置24小时。将水解完成的甘薯渣混合液经8层纱布过滤，除去大颗粒不溶物质，然后将滤液离心（7000rpm，10min）以除去微小的不溶性杂质。随后，测定上清液中的还原糖及葡萄糖含量。最后，将上清液通过旋转蒸发仪在80℃下水浴浓缩约10倍，直至浓缩液中葡萄糖浓度达600g/L，保藏于4℃层析冷柜待用。

（2）菌种活化

4. 参考文献