铜离子对聚赖氨酸生产中关键酶活影响的研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.背景：天然食品防腐剂是这几年的研究热题，相对于人工合成的防腐剂如山梨酸钾，山梨酸钠等有着安全性好的重要优势，随着经济的发展，人们对食品防腐剂安全越来越重视，其发展前景相当可观。白色链霉菌是ε-聚赖氨酸的生产菌，其分泌的ε-聚赖氨酸是含有25-30个赖氨酸残基的多肽，其具有很好的杀菌能力和热稳定性，白色链霉菌相对于其它菌来说ε-聚赖氨酸产量高，稳定性好。ε-聚赖氨酸抑菌机理主要表现在破坏微生物的细胞膜结构，引起细胞的物质、能量和信息传递中断，最终导致细胞死亡。

2.目的：研究一定量的铜离子对白色链霉菌生产ε-聚赖氨酸中关键酶活的影响以及对菌体形态和ε-聚赖氨酸产量的影响.

3.意义：通过铜离子对ε-聚赖氨酸生产中关键酶活影响的研究，可以找出铜离子对白色链霉菌生产ε-聚赖氨酸的增/减产机理，从而可以使得发酵法生产ε-聚赖氨酸产量提高，成本降低，有利于其在防腐剂领域代替传统的化学防腐剂.

2. 研究内容和预期目标

①将实验室保藏的白色链霉菌菌株甘油管接种到平板上进行活化处理， 30℃恒温培养7-10d。

②将平板上培养好的白色链霉菌孢子扩培到斜面培养基，30℃恒温培养7-10d，4℃保藏备用。

③在添加了适宜浓度cu离子的发酵培养基中摇瓶发酵48h，测定菌体干重、ε-聚赖氨酸产量

3. 研究的方法与步骤

①首先是摇瓶阶段，准备若干个药瓶里面装40ml发酵液(有对照组及加铜离子组的），将种子液接到发酵液后放入摇床恒温培养，分不同时间批次取出一个药瓶测其产量及残糖（比色法测产量），比较取产量最高者（并观察菌体量），得出最佳的培养时间

②接着是5l发酵罐阶段，将摇瓶作为种子接种到发酵罐，定时取样测其产量残糖，培养时间为摇瓶阶段的得出的最佳培养时间

③最后为测其ε-聚赖氨酸生产中关键酶活天冬氨酸激酶（此酶是ε-聚赖氨酸合成过程中合成赖氨酸的重要关键酶）和聚赖氨酸合成酶的酶活.

4. 参考文献

[1]shima s, sakai h. polylysine produced by streptomyces[j]. journal of the agricultural chemical society of japan, 1977, 41(9):1807-1809.

[2]shima s, sakai h. poly--lysine produced by streptomyces. part iii. chemical studies[j]. journal of the agricultural chemical society of japan, 2014, 45(11):2497-2502.

[3]朱宏阳, 徐虹, 吴群,等. ε-聚赖氨酸生产菌株的筛选和鉴定[j]. 微生物学通报, 2005, 32(5):127-130.

5. 计划与进度安排

（1）2022-2022-1学期17-20周~2022-2022-2学期第1周~第2周（2022-12-25~2022-3-16）：查阅资料，准备开题报告，外文论文翻译；培养基制备与菌种的活化；

（2）第3周~第6周（2022-3-19~4-13）：配制实验组与空白对照各3组摇瓶，摇瓶发酵，测定其产量，菌体量，ph及残糖。分别对实验组与空白组菌体进行破胞，收集粗酶液，测定其天冬氨酸激酶酶活力。

（3）第7周~第11周（2022-4-16~5-18）：对实验组和空白组进行破胞，收集细胞膜碎片，测定聚赖氨酸合成酶活力。利用5l发酵罐，采用原始发酵液，取样测定发酵液菌体浓度和聚赖氨酸产量。利用5l发酵罐，在原始发酵液中添加铜离子，取样测定发酵液菌体浓度和聚赖氨酸产量。