添加抗氧化剂生产ε-聚赖氨酸发酵工艺开题报告

1. 研究目的与意义

c.聚氨氨酸( t-poly-L-lysine,简写cPL)是由几个至几十个L-赖氨酸单体通过其α羧基和c-氨基结合而成的多阳离子同型氨基酸果合物。c-PL因富含阳离子和异形肽键( c型 肽键) 而细菌、酵母菌、霉菌和病毒的广谱抑制活性。同时,它还具有水溶性好、耐高温、无毒性、可食用且可生物降解等特点。鉴于此,t- PL被首先开发成腐保鲜剂用于食品领域。此外,作为阳离子生物 聚勿，它还被用作药物载体、基因载体、保湿材料和生物芯片等
ε-PL是日本大阪府立大学Shoji Shima和Heiichi Sakai于1977年在土壤中筛选生物碱产生微生物时意外发现的随后，日本室素公司将ε-PL进行工业化生产，并于1990年建成12t/年的生产线[5]。1989日本厚生劳动省率先批准e-PL用于食品防腐保鲜。1990年,韩国也批准c-PL用于食品防腐保鲜。至999年,t-PL在日本的销售量达到880t,仍不能满足1000t年的市场需求管理局(FDA)认定t-PL为GRAS产品并批准用于方便米饭和寿司的防腐保鲜。2014年,我国国家卫生计生委正式批准s-PL用于果蔬及果蔬汁制品、米 面 及其制品、杂粮制品，肉及肉制品、斗、焙烤食品等防腐保鲜，正式开启了ε-PL及其盐酸盐在我国食品防腐保鲜领域的应用。

2. 研究内容和预期目标

ε-PL和乳酸链球菌素( Nisin)、纳他霉素是目前国际范围内获得批准且被广泛使用的微生物来源的天然食品防腐剂。乳酸链球菌素能有效抑制引起食品腐败的革兰氏阳性细菌，如肉毒杆菌、金黄色葡萄斑毒等,尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效;纳他霉素能够有效抑制霉菌和酵母菌。由此可见,3种微生 物来源 天然食品防腐剂的抑菌谱相互补充,实现了对食品性腐败和病源微生物的全覆然食品防腐剂替代化学食品防腐剂提供了可行性。ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine，ε-PL）是抑菌谱广泛的天然抑菌剂，由通过α-羧基与ε-氨基连接的25到35个赖氨酸聚合而成。聚赖氨酸是一种天然的阳离子聚酰胺聚合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性，因而在生物医学应用中显示出巨大的潜力。ε-聚赖氨酸可以通过影响细胞膜、遗传物质、酶及蛋白质完成抑菌作用，在食品中添加ε-聚赖氨酸不仅可以抑制腐败微生物的生长繁殖，还能延缓食品品质变化，提高食品质量，延长食品货架期。全球每年数十万吨的防腐剂需求量，使得ε-聚赖氨酸的发酵生产的研究具有深远的意义。本论文以本实验室本保藏的ε-聚赖氨酸产生菌白色链霉菌作为出发菌株进行外源添加抗氧化剂研究，检测其发酵生成ε-聚赖氨酸产量，研究抗氧化剂最适添加浓度。

3. 研究的方法与步骤

具体研究内容如下：

以实验室保藏的白色链霉菌作为研究对象，进行如下内容研究：

1、选择外源添加抗氧化剂——茶多酚进行摇瓶发酵。

4. 参考文献

1]扶教龙,李聪,白净,鞠鑫,于昊,齐鑫,胡翠英,纪丽莲,李良智,田俊杰.一种以木薯渣水解液为碳源生产ε-聚赖氨酸的方法:江苏省,cn112391423a[p].2021-02-23.

[2]王冬祥,王晨,王世杰,等.粗甘油高值化利用研究现状及发展趋势[j].化工进展,2020,39(08):3041-3048.

[3] chen x,li s,liao l,et al.production of epsilon-poly-l-lysine using a novel two-stage ph control strategy by streptomyces sp. m-z18 from glycerol[j].bioprocess and biosystems engineering,2011,34(5):561-567.

5. 计划与进度安排

（1）2024-2024-1学期17-20周~2024-2024-2学期第1-3周（2024-12-25~2024-3-15）：查阅资料撰写开题报告，外文论文翻译；培养基制备与菌种的活化；

（2）第4周~第6周（3.22~4.10）：制备抗氧化剂浓度母液；

（3）第7周~第12周（4.12~5.23）：设置不同梯度抗氧化剂——茶多酚，研究其对ε-聚赖氨酸发酵的影响；最后利用5 l发酵罐分批补料发酵生成ε-聚赖氨酸，并对结果进行详细分析和讨论；