ε-聚赖氨酸发酵培养基及培养条件的优化

采用250mL三角瓶摇瓶发酵研究了白色链霉菌发酵产ε-聚赖氨酸的发酵条件及营养条件,包括碳源、氮源、无机盐的选用及配比,以及pH、温度、接种量、装液量等。研究结果表明,发酵培养的最佳碳源为葡萄糖,用量6%,最佳氮源为硫酸铵∶酵母膏=1∶2,总用量8%,最佳无机盐为K2HPO4∶KH2PO4=2∶3,总用量1%,最佳pH7.0,接种量2mL,装液量100mL,培养温度30℃。在上述条件下可获得最大的ε-pL产量为1.5g/L,菌体干质量为9.7g/L。     

ε-聚赖氨酸产生菌的复合诱变筛选及其发酵培养基优化

以白色链霉菌FQ-9为出发菌株,首次利用（甘氨酸+L-赖氨酸+磺胺胍）复合抗性,进行\     

ε-聚赖氨酸研究现状及应用前景

作为一种食品防腐剂,ε-聚赖氨酸抑菌谱广,水溶性强,安全性高,在高温下稳定,pH范围宽,已被越来越多应用。该文综述ε-聚赖氨酸研究现状及作为食品防腐剂潜在应用前景。     

50L自控式发酵罐中ε-聚赖氨酸发酵条件的优化

在50L自控式发酵罐上进行ε-聚赖氨酸发酵条件优化研究,主要考察了分批发酵和补料分批发酵过程中pH、搅拌转速对ε-PL发酵和菌体生长的影响。结果表明,当控制pH在5.0以上时有利于菌体的生长,但ε-聚赖氨酸基本不合成,甚至出现降解现象;当pH维持在4.0左右时,能促进ε-聚赖氨酸的合成。搅拌转速为300r/min时,有利于溶氧和传质,400r/min时,由于剪切力过大,导致菌丝断裂,ε-PL产量下降。通过控制发酵中后期pH4.0和搅拌转速300r/min的pH反馈控制自动流加补料培养,可获得最大的ε-PL产量7.36g/L,产率0.072g/g,产量较优化前提高近10倍,产率提高2倍。     

ε-聚赖氨酸高产菌株的选育

依据传统诱变理论和白色链霉菌生物合成ε 聚赖氨酸的特点 ,确立了以枯草芽孢杆菌为敏感菌株 ,抗性突变株筛选和抑菌圈法相结合的初筛方法。在优化诱变条件的基础上 ,以白色链霉菌为出发菌株 ,经紫外线与硫酸二乙酯诱变 ,选育出一株遗传性状稳定 ,遗传标记为AECr+Glyr的ε 聚赖氨酸生产菌株 ,其产量可达 0 79g/L。     

诱变选育ε-聚赖氨酸产生菌突变株

以白色链霉菌（Streptomyces albulus）SF-21为出发菌株，对其进行微波诱变、硫酸二乙酯诱变和紫外诱变。在诱变过程中经瓶初筛、复筛获得了高产ε-聚赖氨酸的菌株，ε-聚赖氨酸的产量达0.848g/L，比出发菌株提高了41.3%。经5次传代发酵表明该菌株稳定。     

50L自控式发酵罐中ε-聚赖氨酸发酵条件的优化

在50L自控式发酵罐上进行了ε-聚赖氨酸(ε-PL)发酵条件的优化研究,主要考察了分批发酵和补料分批发酵过程中pH、搅拌转速对ε-PL发酵和菌体生长的影响。结果表明,当控制pH在5.0以上时有利于菌体的生长,但ε-PL基本不合成,甚至出现降解现象;当维持pH在4.0左右时,能促进ε-PL的合成。搅拌转速为300 r/min时,有利于溶氧和传质,400r/min时,由于剪切力过大,导致菌丝断裂,ε-PL产量下降。通过控制发酵中后期pH4.0和搅拌转速300r/min的pH反馈控制自动流加补料培养,可获得最大的ε-PL产量7.36g/L,产率0.072g/g,产量较优化前提高近10倍,产率提高2倍。     

添加ATP和生物素优化ε-聚赖氨酸发酵的研究

以白色链霉菌（Streptomyces albulus）突变株为研究对象,研究不同发酵时间在发酵培养基中添加ATP、生物素对ε-聚赖氨酸产量的影响。结果表明,在发酵36h时添加2mmol/L的ATP的产量比对照组提高了21.88%,达到1.17g/L;在0h、36h添加400μg/L生物素的ε-PL产量分别比对照组提升了30.88%和18.52%;通过进一步正交试验发现,在36h时添加300μg//L的生物素以及2mmol/L的ATP对该白色链霉菌ε-PL产量提升最大,比对照组提高了34.04%,产量达到1.193g/L,说明外源添加ATP和生物素对白色链霉菌发酵生产ε-聚赖氨酸有促进作用。     

ε-聚赖氨酸发酵工艺的研究进展

ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)是由白色链霉菌产生的一种新型天然聚合物,由25～35个L-赖氨酸通过α-羧基和ε-氨基连接形成。现代生物技术基因工程、基因组重排和响应面法已经在工业规模上显著提高了这种新型同源多聚氨基酸的合成效率,并扩展了其工业应用。ε-PL已被广泛用作食品和化妆品行业的防腐剂,生物可降解材料,基因转运载体等。近年来的研究主要集中在微生物技术生产ε-PL和生物合成机理方面。文章着重介绍了ε-PL发酵工艺的研究进展,包括培养基的优化、p H控制策略、溶解氧控制策略、生物反应器和其他生产工艺;概述了ε-PL生物合成和产ε-PL菌株分离改造。这将有助于这种新型聚合氨基酸的发展,同时为其他生物聚合物的研究提供参考。     

高产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的复合诱变选育研究

为了进一步提高ε-聚赖氨酸的产量,本实验以白色链霉菌SA为出发菌株,采取紫外照射复合氯化锂(15W,25s,0.5%LiCl)诱变选育及0.025mol/L亚硝酸诱变选育,得到一株具有遗传标记AEC的抗性突变高产菌株UN2-71,在液体摇瓶发酵培养基中,ε-聚赖氨酸产量达到1.64g/L,较出发菌株提高57.7%.     

高产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的复合诱变选育研究

为了进一步提高ε-聚赖氨酸的产量,本实验以白色链霉菌SA为出发菌株,采取紫外照射复合氯化锂（15W,25s,0.5%LiCl）诱变选育及0.025mol/L亚硝酸诱变选育,得到一株具有遗传标记AEC的抗性突变高产菌株UN2-71,在液体摇瓶发酵培养基中,ε-聚赖氨酸产量达到1.64g/L,较出发菌株提高57.7%。      

葡萄糖发酵生产ε-聚赖氨酸工艺优化

为建立Streptomyces albulus M-Z18以葡萄糖为碳源的ε-聚赖氨酸(ε-PL)高效发酵工艺,对葡萄糖和硫酸铵的流加方式和控制浓度、pH控制条件和溶氧控制水平进行了系统研究。研究结果表明,葡萄糖补料采用脉冲补料方式控制维持在10~30 g/L范围,氨氮补料采用脉冲补料方式维持在0.1~0.5 g/L范围,pH冲击时间为9 h、恢复pH为3.85,发酵中后期最佳溶氧水平为20%左右为最优ε-PL发酵工艺控制条件。经过8天补料-分批发酵,实现ε-PL产量达到47.13 g/L,菌体量为57.08 g/L,相比于优化前,ε-PL产量和菌体量分别提高了27.34%和19.61%。上述研究结果为ε-PL工业化生产奠定了基础。     

柠檬酸钠和生物素对白色链霉菌发酵产ε-聚赖氨酸的影响

本文研究了不同生长期在培养基中添加柠檬酸钠和生物素对白色链霉菌生长及产ε-PL的影响,结果表明添加不同浓度柠檬酸钠对菌体生长的影响不明显,但对白色链霉菌ε-PL合成有正向促进作用。0 h添加2 g/L的柠檬酸钠可获得最大的ε-PL产量0.92g/L。随着柠檬酸钠浓度的增加,ε-PL产量先增加后降低。在0 h添加2 g/L柠檬酸钠并在36 h添加300μg/L生物素,发酵72 h后菌体干重和ε-PL产量分别达到了7.86 g/L和1.10 g/L,是空白对照组的1.30倍和1.93倍,说明外源添加柠檬酸钠和生物素对白色链霉菌发酵生产ε-PL有促进作用。     

响应面法优化Streptomyces albus B-215菌发酵产ε-PL的培养基成分

通过响应面法建立模型,分析优化了对Streptomyces albus B-215发酵产ε-聚赖氨酸的培养基成分,得到的优化结果为:葡萄糖55.50g/L,硫酸铵12.25g/L,磷酸二氢钾1.72g/L,酵母膏7.80g/L,装液量50mL/500mL,pH值为7,接种量10％,转速180r/min.在此最佳条件下,ε-PL产量为0.948g/L.验证试验表明试验模型准确、可靠.     

白色链霉菌ZC7中ε-聚赖氨酸降解酶酶学性质研究

从产ε-聚赖氨酸菌株白色链霉菌ZC7中纯化了8-聚赖氨酸降解酶,并对其性质进行了研究.结果表明,该酶的酶活力在pH=6.0～8.0间稳定,最适宜pH=7.0;酶的最适温度为35℃,在20～40℃水浴30min酶活力未见明显下降.研究了不同金属离子对酶活力的影响,结果表明,Zn2+和Cu2+可分别提高酶活力34%和21%;但Co2+、Mn2+、Fe2+对酶活力有强烈的抑制作用,Mg2+、Ca2+对酶活力没有影响.以ε-聚赖氨酸为底物时,该酶的Km和Vmax值分别为0.226mmol/L和0.402×10-3mmol/(L·S).ε-聚赖氨酸降解酶很可能与ε-聚赖氨酸合成酶是相互依存的关系,而且ε-聚赖氨酸生产菌表现出强烈的ε-聚赖氨酸降解酶活性,应该与其自身保护作用有关.     

ε-聚赖氨酸及其生物合成的研究进展

综述ε-聚赖氨酸的研究情况,包括ε-聚赖氨酸的发现和用途,ε-聚赖氨酸产生菌的筛选和生物合成机理的研究,ε-聚赖氨酸的产生菌的改造以及发酵生产等。     

ε-聚赖氨酸产生菌的筛选

改进了筛选ε-聚赖氨酸产生菌的方法。在加有复合抑菌剂的初筛平板上涂布土壤悬液,于28℃培养7 d后喷洒次甲基兰溶液显色,挑出周围形成透明圈的菌落,再次接种培养,7d后挖取菌落周围的琼脂块,利用文中设计的简易转移装置,将琼脂块中的水溶性成分转移到滤纸上,然后分别用茚三酮试剂和Dragendorff试剂检测,挑取对2种试剂都呈阳性的菌落,进一步摇瓶复筛,发现1株放线菌的发酵液中有ε-聚赖氨酸。经生化反应鉴定和分子生物学鉴定,确定该菌株为灰橙链霉菌(Streptomyces griseoaurantiacus)。     

优化有机氮源提高小白链霉菌发酵生产ε-聚赖氨酸效率

ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)是小白链霉菌(Streptomyces albulus)分泌产生的一种同型氨基酸聚合物,具有广泛的抑菌活性,目前被多个国家批准使用,是一种优良天然食品防腐剂。为了进一步提高S. albulus GS114的ε-PL发酵产量,对其发酵培养基中有机氮源的种类及浓度进行了系统优化,并对ε-PL产量提高的原因从氨基酸方面进行了初步解析。研究结果显示,S. albulus GS114的最佳有机氮源为酵母浸粉FM760,最佳添加质量浓度为9.27 g/L,在此条件下,摇瓶自然发酵中ε-PL产量达到(2.60±0.02) g/L,较对照有机氮源提高了22.07%;在pH受控的分批发酵中,ε-PL产量达到(6.41±0.23) g/L,较对照提高42.64%;在补料分批发酵中,ε-PL产量达到62.38 g/L,较对照提高了18.80%,葡萄糖转化率提高了25.77%。同时,通过氨基酸添加实验,初步发现酵母浸粉FM760提高ε-PL产量可能与异亮氨酸、亮氨酸和丙氨酸有关。该研究结果对工业发酵生产ε-PL的有机氮源选择具有重要指导意义。     

产ε-聚赖氨酸白色链霉菌的化学诱变育种

该研究以白色链霉菌（Streptomyces albus）BNCC 186223为原始菌株,使用硫酸二乙酯对其进行化学诱变,考察最佳诱变条 件,并筛选高产ε-聚赖氨酸的菌株。结果表明,最佳诱变条件为硫酸二乙酯10 μL/mL,诱变时间45 min。在此最佳诱变条件下,获得一株 高产ε-聚赖氨酸突变菌株DES-27,其ε-聚赖氨酸产量为2.90 g/L,较未诱变前提高38.10%。 因此,硫酸二乙酯的诱变作用能够显著提 高ε-聚赖氨酸的产量。     

中间代谢产物对白色链霉菌ε-聚赖氨酸合成的影响

探讨白色链霉菌ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)生物合成过程中,中间代谢产物柠檬酸、L-天冬氨酸和L-赖氨酸对ε-PL合成的影响。单因素实验结果表明,在摇瓶发酵开始(0 h)添加柠檬酸至终质量浓度为1.0g/L,培养到12 h分别添加终质量浓度为0.3 g/L的L-天冬氨酸和终质量浓度为1.0 g/L的L-赖氨酸,可分别提高ε-PL产量42.5%、28.7%和44.1%。正交试验显示,只有柠檬酸和L-赖氨酸对ε-PL合成影响显著(P0.05),而L-天冬氨酸影响不显著;在培养基中添加1.0 g/L的柠檬酸和L-赖氨酸ε-PL产量可提高60.1%。在破碎的无细胞体系中,只有添加L-赖氨酸可以检测到ε-PL的生成,进一步证实了L-赖氨酸是ε-PL合成的直接前体。因此,通过添加合适的中间代谢产物,可以有效提高ε-PL产量。