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摘 要

ε-聚赖氨酸（ε-PL）是由白色链霉菌生成的赖氨酸聚合物，它具有良好的抑菌性、耐热性等性质，广泛应用于食品防腐剂。聚二氨基丙酸（PDAP）为ε-PL发酵过程中的副产物，也具有抑菌效果。为了降低发酵成本，本论文主要探讨使用糖蜜为原料发酵ε-PL及PDAP。实验证明，在5L发酵罐中，初糖浓度为20 g/L ，总糖浓度维持在10 g/L时进行的补料发酵，发酵168小时后，ε-PL的产量达到了17.5 ± 0.5 g/L，PDAP的产量为4.2 ± 0.5 g/L。本研究表明糖蜜是一种发酵ε-PL及PDAP的优质廉价原料。

关键词：ε-聚赖氨酸，聚二氨基丙酸，白色链霉菌

Abstract：ε-L-lysine is an L-lysine polymer produced by Streptomyces albulus, which is an oxime-carboxyl group and an L-lysine via an L-lysine. The amino acid formed by the condensation of ε-amino group of amino acid is formed by connecting amide groups. It has good antibacterial properties, heat resistance, safety, non-toxicity and nutritive effects on the human body and is therefore widely used in food preservatives. PDAP is a by-product of this fermentation process. It is similar to ε-polylysine and also has a bacteriostatic effect. The raw material for the industrial production of ε-polylysine is always glucose, and the cost is high, thus restricting the application of ε-polylysine. This paper mainly discusses the use of molasses instead of glucose as the raw material to make ε-polylysine. The price of molasses is low, which can effectively reduce the production cost. Experiments have proved that Streptomyces albus can effectively utilize hydrolyzed molasses. In a 5L fermentor, the total sugar concentration is maintained at 10 g/L and the feed is fermented. After 168 hours of fermentation, ε-polylysine is used. The yield reached 17.5 ± 0.5 g/L, the yield of PDAP was 4.2 ± 0.5 g/L, and the DCW reached 25.3 ± 0.8 g/L. This shows that the use of molasses instead of glucose to produce ε-polylysine is feasible.

Keywords：ε-L-lysine,L- diaminopropionic acid, Streptomyces albulus

目录

第一章 文献综述 6

1.1ε-聚赖氨酸的结构 6

1.2 ε-PL的性质 6

1.3 ε-PL的应用 7

1.3.1 ε-PL在食品方面的应用 7

1.3.2 ε-PL在医学方面的应用 7

1.4 ε-PL的发酵生产 7

1.4.1 白色链霉菌菌种筛选 7

1.5 聚二氨基丙酸的性质 8

1.6 糖蜜的使用 8

第二章 材料与方法 9

2.1 材料 9

2.1.1 主要试剂和仪器 9

2.2 培养基 10

2.2.1培养条件 10

2.3分析方法 11

2.3.1 细胞生长的测定 11

2.3.2 ε-聚赖氨酸及聚二氨基丙酸含量的检测 11

2.3.3 葡萄糖、果糖及蔗糖浓度的测定 11

第三章 结果与分析 12

3.1 碳源对ε-聚赖氨酸和聚二氨基合成的影响 12

3.2 初始总糖浓度对ε-PL和PDAP合成的影响 13

3.3分批发酵中ε-PL和PDAP的合成情况 14

3.4 补料分批发酵中ε-PL和PDAP的合成情况 15

结论 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 文献综述

1.1ε-聚赖氨酸的结构

ε-聚赖氨酸（ε-PL）是由白色链霉菌生成的L-赖氨酸聚合物，它由一个L-赖氨酸的-羧基和另一个L-赖氨酸的ε-氨基缩合生成的酰胺基连接，故称其为ε-PL。和蛋白分子键连接方式不同的是，ε-PL通常由25~35个赖氨酸残基组成^[1]。ε-PL的化学结构式见下图1。

图1 ε-PL的结构

1.2 ε-PL的性质

ε-PL为淡黄色粉末状物质，有很强的吸湿性，味苦。ε-PL在80℃、100℃的温度下处理30min，及120℃处理20min后仍具有抑菌效果^[2]，对大肠杆菌的最小抑制浓度不变，说明其在高温下不失活，不分解，在加入后进行热处理仍具有抑菌效果，这样有利于防止二次污染。

ε-PL在pH 2-11的范围内都能保持稳定，但ε-PL的最适抑菌pH范围为5-8，即其在中性和微酸性环境中才能最大的发挥抑菌效果，在强酸和强碱的环境下抑菌效果会大打折扣。ε-PL可以在磷酸，醋酸，柠檬酸等酸性溶液中稳定存在^[3]。其与盐酸类、磷酸类、铜离子等物质可发生结合从而使其活性降低，但其和盐酸、柠檬酸、苹果酸等物质合用又可以增强效果^[10]。

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