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摘 要

谷氨酸棒杆菌是一种革兰氏阳性土壤细菌。它的基因组中，具有很高的GC含量,被广泛地运用于工业生产。主要可以用来生产赖氨酸、精氨酸、谷氨酸等氨基酸^[1]。瓜氨酸是一种阿尔法氨基酸,在医药领域应用广泛,如维持人体血氨平衡等。随着研究的深入发现,L-瓜氨酸在治疗肝脏昏迷、类风湿关节炎诊断、抗氧化、作为异体排斥效应指示剂等领域均有重要应用前景。

在实际的发酵生产的过程中，发酵液的成分和培养条件都会影响目标产物的产量，因此本实验主要通过对于单因素条件的改变对发酵液产量的影响进行研究，从而得出满足工业需要的最适宜的培养条件。

本实验主要研究了转速、温度、pH以及装液量对摇瓶发酵产量的影响，论文中分别介绍了各影响条件下单一因素改变后相关产物的产量数据，最后对实验所得数据汇总处理，取平均值作图分析处理，再将所得的结果进行分析小结。

关键词：瓜氨酸 谷氨酸棒杆菌 发酵条件

Glutamic acid producing citrulline by high density fermentation process optimization.

Abstract

Corynebacterium glutamicum is a genome containing high GC gram positive bacteria and an alpha amino acid is widely used for L-glutamic acid and L - lysine amino acid L-arginine and amino acid industrial production.L- citrulline, is widely used in the field of medicine, such as the maintenance of human blood ammonia balance. With the deepening of the research found that, L - citrulline in the treatment of hepatic coma, the diagnosis of rheumatoid arthritis, antioxidant, allograft rejection effect indicator etc. field has important application prospect.

In the actual fermentation process, fermentation liquid composition and culture conditions will affect the target product yield, so this experiment mainly through the research for the influence of change in the condition of single factor on the yield of fermentation liquid, thus obtains the meet industry needs the suitable culture conditions.

This experiment mainly studied the speed, temperature, pH and liquid volume in shake flask fermentation yield, papers were introduced the conditions under the single factor change related products production data, and analyze the experimental data processing, test results optimization analysis.

Key words: Glutamicum;Citrulline;Fermentation conditions

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 瓜氨酸的理化性质 1

1.2 瓜氨酸的功能应用 1

1.2.1生理功能 1

1.2.2保健功能 2

1.2.3医疗功能 6

1.3瓜氨酸制备的研究进展 6

1.3.1化学法 7

1.3.2提取法 7

1.3.3酶法 7

1.3.4发酵法 4

1.4 谷氨酸棒杆菌发酵 5

第二章 实验材料与方法 10

2.1 实验材料 10

2.1.1培养基 10

2.1.2 实验菌株 10

2.1.3 药品与仪器 10

2.2 实验方法 11

2.2.1 配置培养基方法 11

2.2.2 分析方法 12

2.2.3 瓜氨酸标准曲线的测定 12

第三章 发酵培养条件的优化 14

3.1 温度对谷氨酸棒杆菌发酵产瓜氨酸的影响 14

3.2 pH对谷氨酸棒杆菌发酵产瓜氨酸的影响 16

3.3 接种量对谷氨酸棒杆菌发酵产瓜氨酸的影响 18

3.4 装液量对谷氨酸棒杆菌发酵产瓜氨酸的影响 20

3.5 转速对谷氨酸棒杆菌发酵产瓜氨酸的影响 21

第四章 小结与分析 23

4.1小结 23

4.2分析 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 文献综述

1.1 瓜氨酸的理化性质

瓜氨酸（Citrulline）是一种α-氨基酸，1914年右贺太郎等专家第一次从西瓜中提取到它，而将其命名为“瓜氨酸”。后来，游离态的瓜氨酸在野生西瓜叶片、核桃仁、核桃幼苗等葫芦科植物的种子中又相继被发现。瓜氨酸的化学名：2-氨基-5-脲戊酸或脲氨基戊酸；分子式：C₆H₁₃N₃O₃ ；相对分子量：175；熔点：222°C；等电点：5.92；比旋光度： [α]D25＝21.0。其纯品呈白色结晶状，微溶于水，有酸味，不溶于乙醇和乙醚^[2]。其中L-鸟氨酸和L-瓜氨酸的化学结构式如下图：

瓜氨酸的结构式

1.2 瓜氨酸的功能应用

L-瓜氨酸为非蛋白质氨基酸，在生物体代谢中起到重要作用。主要参与人体尿素循环，是尿素形成的重要中间产物。它对于维持人体血氨平衡具有极其重要的作用^[3]。瓜氨酸具有多种生物活性，在医药、食品、保健等各个方面都有极大的功能和潜在的应用。

1.2.1生理功能

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