以甘薯渣水解液为碳源发酵生产ε-聚赖氨酸生理机制开题报告

1. 研究目的与意义

红薯又称红薯、红薯、红薯，是中国第四大作物。红薯块茎年产量可达1亿吨，大部分块茎用于生产淀粉。甘薯渣是淀粉生产过程中产生的废物，其中含有高达50%的淀粉成分。生产一吨淀粉所产生的甘薯渣湿重约为6吨。通常用作低价值动物饲料或作为废渣填埋处理，不仅造成资源浪费，还增加了环境污染。因此，科学、环保、高效地处理和利用甘薯渣具有十分重要的意义。近年来，有报道利用甘薯渣作为碳源发酵生产柠檬酸、乙酸和乳酸。

ε-聚氨酸(ε-pl)是由白色链霉菌(streptomyces white)产生的天然均聚物。具有良好的水溶性、热稳定性、安全性、无毒、可生物降解、抗菌谱广等特点。它在世界各地被广泛用作食品防腐剂和各种生物材料。目前ε-pl可以通过化学合成和生物发酵得到。ε-pl的化学合成具有较低的细胞毒性，因此ε-pl的生物发酵具有较高的安全性，但用于生产ε-pl的培养基是由昂贵的葡萄糖和甘油制成的。为了实现ε-pl生物发酵生产的规模化和产业化，许多研究人员试图降低发酵介质的成本，包括寻找更便宜的碳源。

因此，用对环境污染严重的甘薯渣代替昂贵的葡萄糖/甘油，可以降低ε-pl的生产成本。

2. 研究内容和预期目标

一、研究内容

1.以甘薯渣水解产物为碳源，研究ε-聚赖氨酸发酵培养基的优化。

2.使用白色链霉菌探索细胞的生理机制，获取关键酶活、细胞活力与呼吸强度、菌丝形态、水解副产物等结果研究白色链霉菌的活力。

3. 研究的方法与步骤

一、研究方法

1.甘薯渣水解液的提取方法：双酶法水解甘薯渣

2.菌体培养方法：

4. 参考文献

1.王靓.ε-聚赖氨酸产生菌的育种、发酵及高产机制的初步生理解析[d]:[博士学位论文]

无锡:江南大学生物工程学院，2018.

5. 计划与进度安排

（1）2021-2024-1学期17-20周~2022-2024-2学期第1-3周（2024-12-28~2024-3-19）：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（3.22~4.11）：制备甘薯渣水解液，分析甘薯渣水解液所含成分；

（3）第7周~第12周（4.12~5.23）：设置不同梯度的硫酸铵、鱼粉和无机盐（硫酸镁、磷酸二氢钾）研究其对ε-聚赖氨酸发酵的影响；通过ccd响应面方法优化以甘薯渣水解液为碳源的发酵培养基，并对结果进行详细分析和讨论；