1. 研究目的与意义
中国具有源远流长的美食传统，但是美食放置时间过久就会变质，所以很多学者都致力于寻找行之有效的防范方法。无巧不成书，1977年由日本学者日本学者s.shima和h.sakai发现了ε-聚赖氨酸(ε-poly-l-lysine，ε-pl) 。这种物质是一种赖氨酸的同型聚合物，是s.shima和h.sakai在研究微生物培养滤液时发现的一种由白色链霉菌所产生的物质。聚赖氨酸具有很高的商业研究价值，它被人体吸收进去后，就会被人体分解成必要的氨基酸，所以对人体是没有任何副作用的。正因为是这样，在生物科学领域的学者们对聚赖氨酸的研究有很大的热情。
本研究的目的：本研究立足于国内外研究现状，以白色链霉菌为生产菌，利用5l发酵罐发酵，通过在ph调控策略下，流加葡萄糖、硫酸铵溶液的同时，间歇流加不同有机氮源，从而使菌体在发酵时能最大限度地提高ε-pl的产量。
研究意义：从事食品工业的人都知道，现代大规模的食品工业都是建立在食品添加剂基础之上的，其中防腐剂是最为重要的一类，这是因为食物从原料到餐桌往往要经过一定的货架期，防腐保鲜具有不可替代的作用。目前国际上批准使用的食品防腐剂种类很多，但使用规模最大的是化学防腐剂，化学防腐剂价格便宜且容易获得，虽然经过了严格的毒理学评价，按规定使用对人体无害，但也毕竟无益，特别是市场机制不规范，超标使用现象屡见不鲜，会对人体产生危害，甚至致癌。由于这些原因，微生物来源的防腐剂越来越被人重视，目前使用的微生物源防腐剂有纳他霉素（natamycin）、乳酸链球菌素（nisin）、ε-聚赖氨酸（ε-pl）等。ε-聚赖氨酸（ε-pl）由于其较高的安全性和广谱的抑菌性，使其成为研究的焦点，迄今为止，只有日本窒素公司（chisso corporation）形成了年产千吨级 ε-pl 的工业化生产规模，其发酵水平在 2001 年就达到了 48.3 g/l，每年仅在日本就有十几亿日元的市场份额，中国人口是日本人口的数十倍，潜在的市场价值十分可观。
2. 研究内容和预期目标
本研究立足于国内外研究现状，以白色链霉菌为生产菌，利用5l发酵罐发酵，通过在ph调控策略下，流加葡萄糖、硫酸铵溶液的同时，间歇流加不同有机氮源，从而使菌体在发酵时能最大限度地提高ε-pl的产量，具体研究内容如下：
1）基于ph调控策略，利用5l发酵罐发酵，流加800 g/l葡萄糖、80 g/l硫酸铵溶液的同时，间歇流加200 g/l酵母粉溶液，每隔6h测定其ph、菌体浓度、葡萄糖含量、ε-pl产量等指标。
2）基于ph调控策略，利用5l发酵罐发酵，流加800 g/l葡萄糖、80 g/l硫酸铵溶液的同时，间歇流加200 g/l鱼粉溶液，每隔6h测定其ph、菌体浓度、葡萄糖含量、ε-pl产量等指标。
3. 研究的方法与步骤
主要研究方法：
摇瓶发酵
发酵工艺流程：斜面培养基制备→菌种的活化→关键金属离子的筛选→单因素实验确定关键金属离子的浓度→响应面分析法优化关键金属离子→摇瓶实验对比优化前后产物合成以及细胞代谢的差异→发酵罐中培养基的验证和放大实验→整理试验数据和结果进行参数分析。
4. 参考文献
[1] 贾士儒, 许春英, 谭之磊,等. ε-聚赖氨酸产生菌tust-2的分离鉴定[j]. 微生物学报, 2010, 50(2):191-196.
[2] 薛晓明, 吴振强, 吴清平,等. 添加atp和生物素优化ε-聚赖氨酸发酵的研究[j]. 中国酿造, 2012, 31(1):72-76.
[3] 薄芳芳, 许召贤, 孙朱贞,等. 氧载体对小白链霉菌发酵生产ε-聚赖氨酸的影响[j]. 生物工程学报, 2015, 31(3):431-435.
5. 计划与进度安排
1）2022-03-04～2022-03-10：查阅资料撰写开题报告；
2）2022-03-11～2022-03-16：斜面培养基制备与菌种的活化；
3）2022-03-17～2022-03-24：基于ph调控策略，利用5l发酵罐发酵，流加800 g/l葡萄糖、80 g/l硫酸铵溶液的同时，间歇流加200 g/l酵母粉溶液；
