论文总字数：15643字

摘 要

全国有数千个农业产品加工厂家，其下脚料大多未被合理利用。而这些废料的不适当处理就会浪费国家资源和污染环境。为了解决这个问题，本文采用微生物固态发酵的方法，发酵农业产品残渣做ε-聚赖氨酸。本文以米糠、麸皮、菜籽饼、木薯为原料，小白链霉菌为菌种，通过控制初始湿度、初始PH、接种量、温度等条件优化ε-聚赖氨酸发酵。结果表明：最佳发酵基质为菜籽饼，最佳湿度70%，接种量20%，pH 8.0，温度30℃。通过实验证实，农业残渣经过一定条件下的固态发酵，可以有效的培养ε-聚赖氨酸。

关键词：农业残渣；固态发酵； ε-聚赖氨酸； 条件优化

Abstract

There are thousands of national agricultural products processing factory, the waste have not been rational use. And the waste is not properly handled will be a waste of national resources and pollute the environment. In order to solve this problem. In this paper, the microbial fermentation method, to agricultural product residue as substrate for producing epsilon poly lysine. In this paper, rice bran, wheat bran, rapeseed cake, cassava, white as streptomyces strains, by controlling the initial humidity, initial PH, inoculation amount, temperature and other conditions to optimize ε-polylysine fermentation. The results showed that: the best fermentation substrate as rapeseed cake, optimum humidity of 70%, inoculum 20%, pH8.0, temperature 30 ℃. Confirmed by experiment, agricultural residues through solid state fermentation under certain conditions, can effectively train ε- polylysine.

Key words: Agricultural residues; solid state fermentation; ε-polylysine; Optimization

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 文献综述 1

1.1聚赖氨酸 1

1.1.1 ε-PL的结构及理化性质 1

1.1.2 ε-PL的生物合成机理 1

1.1.3 ε-PL的生物降解机理 2

1.2固态发酵 4

1.2.1固态发酵技术简介 4

1.2.2固态发酵新技术 4

1.2.3固态发酵技术的应用 5

第二章 材料与方法 7

2.1 实验材料 7

2.1.1 菌种和材料 7

2.1.2 主要仪器 7

2.1.3 主要试剂 7

2.1.4 培养基 8

2.2实验方法 8

2.2.1培养条件 8

2.2.2ε-聚赖氨酸形态观察 8

2.2.3 ε-聚赖氨酸含量检测 9

2.2.4发酵基质的筛选 10

2.2.5培养条件优化 10

2.2.6发酵条件正交实验 10

第三章 结果与讨论 12

3.1链霉菌数培养观察结果 12

3.2基质筛选结果 13

3.3单因素实验 13

3.3.1初始湿度对产ε-聚赖氨酸的影响 13

3.3.2 PH对ε-聚赖氨酸的影响 14

3.3.3 接种量对ε-聚赖氨酸的影响 14

3.3.5温度对ε-聚赖氨酸的影响 15

3.4发酵条件正交实验结果 15

3.5 正交实验结果验证 16

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 文献综述

1.1聚赖氨酸

1.1.1 ε-PL的结构及理化性质

ε-聚赖氨酸，权威上把它定义为一种聚合物，一种赖氨酸的聚合物，专家把它和许多种类的氨基酸结合而成的肽归结到不一样的类别，它是由L-赖氨酸聚合而成的，只是一种单一的肽类。它存在着两个氨基，于是我们可以得到以下结论：结构不一样的L-赖氨酸能够组成不同的酰胺键，可是ε-PL强调的是由ε-氨基和L-赖氨酸的 α-羧基组成的聚合物，含有27个左右赖氨酸残基。ε-聚赖氨酸的一般状态呈粉状，有着淡淡的黄色，它对水分很敏感，吸水性挺好的，于是在储藏的时候要保持干燥好好保管。ε-PL的熔点可以根据温度的改变而改变，当温度达到249摄氏度以上时，ε-聚赖氨酸就开始逐渐软化分解，ε-聚赖氨酸一般不会因为温度的原因而影响到它的抑菌性，它只有在温度达到一百二十摄氏度并且通过某种方式加热二十分钟以上才有可能会发生变性的可能，于是该种情况可以以升温的方式解决食品问题。

1.1.2 ε-PL的生物合成机理

ε-PL作为一种同型聚氨基酸，对于其生物合成机理的研究一直是一个热点。1983年Shima等将同位素标记过的L-赖氨酸（¹⁴C-L-Lys）与小白链霉菌菌丝体培养，结果发现小白链霉菌可以将赖氨酸聚合为ε-PL，从而证实了L-赖氨酸是ε-PL的合成前体^[1]。2003年Kawai等对ε-PL合成酶进行了初步纯化和位置定位，实验证实ε-PL的合成与ATP-PPi的交换反应是偶联的，ε-PL聚合过程需要ATP参与并伴随着AMP的产生，反应不受氯霉素、核糖霉素以及卡那霉素的影响，说明ε-PL的合成是由非核糖体多肽合成酶（NPRS）催化的，并且确定了ε-PL合成酶是位于细胞膜上的，属于膜结合酶^[2]。然而，由于实验中并未取得ε-PL合成酶的纯酶，因此对ε-PL的合成机理研究没有进一步深入。

ε-PL的生物合成机理研究在2008年取得突破，Yamanaka有着严谨的科学态度，他尝试用某种方法把ε-PL synthetase, Pls给纯净化，结果没有失败，可以说是迈出了重大的一步。^[3]。用SOSUI工具对Pls编码基因的氨基酸序列分析，其结构模型如图1-3所示，Pls是由负责L-赖氨酸腺苷化的A-domain、负责硫醇化的T-domain、6个扩膜结构域（TM域）和3个负责赖氨酸缩合的C-domain构成，与传统的NPRs不同，Pls中的TM结构域取代了NPRs的硫代酯化酶结构域（TE域），在合成初始阶段，L-赖氨酸单体被先后腺苷化和硫醇化，而后在C-domain与另一活化后的单体缩合，形成二聚体；该过程循环进行，最终导致ε-PL的链长增加，因此Yamanaka认为ε-PL的聚合度是由Pls控制的，而不是由ε-PL降解酶将初始聚合度较大的ε-PL水解为短链ε-PL的。基于该研究，Jan撰文认为，微生物是通过Pls合成ε-PL是一种与传统有区别的新型非核糖体合成(NPRs)系统，自此ε-PL的合成机制研究进入了一个全新的阶段。

请支付后下载全文，论文总字数：15643字