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1、2008 届毕业生毕业论文题 目: 白色链霉菌 PL3-6 菌株产聚赖氨酸发酵条件研究 院系名称： 生物工程 专业班级： 生物工程 0402 班 学生姓名： 赵爱霞 学 号： 20044850427 指导教师： 惠明、田青 教师职称： 副教授、助教 22008 年 06 月 01 日I摘 要-聚赖氨酸(-Poly-L-Lysine)是由微生物发酵合成的一种由赖氨酸单体通过 -酞胺键形成的多肤。-PL 具有优良的抑菌作用，对革兰氏阳性菌和阴性菌、酵母和一些病毒都有抑制作用，而且兼有水溶性好、热稳定性高等特点。采用正交实验对筛选的一株白色链霉菌Streptomyces albulus PL3-6
2、发酵产-聚赖氨酸(-PL) 的培养基成分进行了优化。结果表明，该菌株产-PL 的优化培养基为: 葡萄糖 3.0 gL-1、酵母粉 0.5 gL- 1、(N H 4)2SO4 1.2 gL- 1、KH 2 PO4 0.20gL-1、 K2HPO4 0.12 gL-1、MgSO 47H2O 0.05 gL- 1、FeSO 47H2O 0.003 gL- 1、ZnSO 47H2O 0.008 gL- 1。 在优化培养基下，-PL 摇瓶产量达到4.05 gL- 1 ，比优化前提高了25 %。采用 D152 弱酸性阳离子交换树脂(H型)对发酵法生产的-聚赖氨酸进行了分离提取。参考文献设计了合理的工艺流程
3、。离心分离发酵(pH3.2 )，调节滤液的pH值到8.5，过滤除去沉淀。滤液通过D152 离子交换柱(H型)，用水和0.2 N 醋酸洗涤，用0.1N 的盐酸洗脱。用1N 的NaOH 调节洗脱液的pH 值到6.5，加入活性炭脱色后浓缩到小体积。加入乙醇和乙醚的混合物(体积比2:1)后，析出白色晶体。关键词： -聚赖氨酸 白色链霉菌 发酵条件 提取 离子交换IITitle The study on ferment condition of Streptomycesalbulus PL3-6 produced -PL Abstract-Poly-L-Lysine is comprised of ly
4、sine linked by amide bond through microbial fermentation. It has excellent antibacterial activity against Gram-positive and Gram-negative bacteria, yeast and some kinds of viruses. In additional -Poly-L-Lysine is soluble and attractive heat stable. The fermentation medium of Streptomyces albulus pro
5、ducing -poly-L-Lysine was optimized by orthogonal experiments. The optimal medium consisted of 3.0 gL- 1 glucose, 0.5 gL- 1 yeast extract, 1.2 gL-1 (NH4)2SO4， 0.20 gL-1 KH2PO4, 0.12 gL-1 K2HPO4, 0.05 gL-1 MgSO47H2O, 0.003 gL-1 FeSO47H2O and 0.008 gL-1 ZnSO47H2O. The yield of -PL reached 4.05 gL-1wit
6、h optimal medium, which increased 25% compared to initial medium. The separation and extraction of -Poly-L-Lysine from fermentation liquid by using weak acid anion-exchange resin D152 .The culture broth (pH3.2) was filtered and the filtrate was adjusted to pH8.5. Then, the precipitate formed was rem
7、oved by filtration. The filtrate was applied on a column of weak acid anion-exchange resin D152 (H+-from) and washed with 0.2 N acetic acid and water, successively. The substance was eluted with 0.1N hydrochloric acid. The eluate was neutralized with 1N sodium hydroxide and decolorized with active c
8、harcoal, and then evaporated to a small volume .The substance was precipitated as a white powder by addition of an ethanol and ether (2:1) mixture. Keywords: -Poly-L-Lysine; Streptomyces albulus; ferment condition; extraction ion exchange resinsIII目 次1 引言 11.1 -聚赖氨酸 11.2 物理和化学性质 11.3 聚赖氨酸的发酵生产 21.4
9、研究价值 32 材料与方法 52.1 材料 52.1.1 菌种 52.1.2 试剂 62.1.3 相关溶液及其配制 62.1.4 实验仪器 72.2 方法72.2.1 菌种的分离与纯化 72.2.2 培养方法 82.2.3 分析方法 82.2.4 提取方法 92.2.5 验证方法 93 结果与讨论103.1 -PL 标准曲线的绘制 103.2 碳氮源优化实验 103.3 无机盐优化实验 123.4 -PL 的提取 143.4.1 发酵液的预处理 143.4.2 离子交换树脂的预处理 153.4.3 离子交换提取 163.4.4 发酵液的紫外吸收波长的测定 163.4.5 -聚赖氨酸组成定性分析
10、 17结论 18IV致谢 19参考文献20河南工业大学 毕业设计（论文）11 引言随着人们生活水平的提高和健康意识的加强，对食品品质提出了更高的要求，除了食品的营养、感官和外观包装外，食品的食用安全性更为人们所关注。由于食品的特殊性，对其防腐保鲜一直是食品研究中的重要方面。长期以来，由于受到经济环境和开发水平的制约，几乎所有的食品都采用化学合成防腐剂来延长食品的保质期。化学防腐剂如果超剂量使用会产生累积毒素和致癌作用，存在局限性。因此，安全、广谱、高效及经济实用的天然食品防腐剂的开发和生产成为食品防腐领域发展的趋势和要求。微生物食品防腐剂是天然防腐剂中的一大类，其是指通过微生物发酵的方法，从发
11、酵液中提取分离得到有抑菌作用的物质，主要为多肤类物质。目前，国际上批准使用的微生物食品防腐剂仅有乳酸链球菌素(Nisin)和纳他霉素(Natamycin)。我国分别于1990年和1996年批准上述两种微生物防腐剂用于食品防腐保鲜。另外，-聚赖氨酸也是一种抑菌效果明显的微生物食品防腐剂，其在日本应用广泛，在我国的研究才刚刚起步。由于这三种微生物防腐剂安全无毒、抑菌作用强，因此具有广阔的应用前景。11 -聚赖氨酸1977 年日本学者 S.shima 和 H.sakai1从放线菌培养过滤液中提取出一种含有2530 个赖氨酸残基的同型单体聚合物。这种赖氨酸聚合物是赖氨酸残基通过 -梭基和 -氨基形成的
12、酞胺键连接而成，故称为 -多聚赖氨酸(-PL)。实际上多聚赖氨酸的合成是早在 1947 年由 K.L.Eprain 首先完成的 2但是化学法合成的聚赖氨酸为 型，其赖氨酸残基之间的酞胺键是由 -氨基和 -梭基缩合而成，研究也证明了 -PL 比 -聚赖氨酸抑菌活性差且有毒性，因此目前在国际市场上。-聚赖氨酸作为食品防腐剂已经取代了 -多聚赖氨酸 3。12 物理和化学性质-聚赖氨酸是一种含有2530个赖氨酸残基的同型单体聚合物多肽。赖氨酸残基通过 -羧基和 -氨基形成的酰胺键连接 4。具有高抑菌活性- 聚赖氨酸的分子量白色链霉菌 PL3-6 菌株产聚赖氨酸发酵条件研究2在36004300之间，当分子量低于1300时，-聚赖氨酸失去抑菌活性。红外光谱分析表明: -聚赖氨酸在16801640cm -1和15801520cm -1有强吸收峰 5。H-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-CO n-OH-聚赖氨酸结构式 NH 2-聚赖氨酸带正电荷，可以和阴离子物质发生结合；没有固定的熔点，250以上开始软化分解；易溶于水、乙醇，但不溶于乙酸乙醋、乙醚等有机溶剂；能够承受一般食品加工过程中的热处理，热稳定性高，120加热 10min 仍具有抑菌活性 17，可以随原料一同进行灭菌处理，防止二次
