ε-聚赖氨酸研究进展

ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)是通过白色链霉菌(Streptomyces albulus)发酵产生的一种由赖氨酸单体在α-羟基和ε-氨基之间形成酰胺键连接而成的均聚氨基酸,是一种安全、高效、耐高温、水溶性好、抗菌谱广的食品防腐剂。在酸性和微酸性环境中,对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有一定的抑菌效果,尤其对其它天然防腐剂不易抑制的革兰氏阴性的大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果非常好。本文综述了ε-聚赖氨酸的结构性质、生产现状、抑菌机理及其应用等。     

生物防腐剂ε-聚赖氨酸的稳定性

研究了ε-聚赖氨酸(ε-PL)在不同温度、pH、盐离子浓度条件下的稳定性及ε-PL适宜的贮存条件.结果表明:ε-PL在121℃处理60 min仍具有优良的热稳定性;在pH 4.0～7.5时ε-PL相对抑菌活性高于95%,但在pH 8.0～9.0时其相对抑菌活性下降约15%;Na+、NH+4、Mg2+对ε-PL的相对抑菌活性无影响;而Ag+、Fe2+、Cu2+浓度大于0.8 mol/L时,这些盐离子对供试菌的毒害作用显著于ε-PL的抑菌作用.ε-PL适宜的贮存条件是避光、低温,其稳定率大于97%.     

ε-聚赖氨酸测定方法的改进

研究了甲基橙法测定ε-聚赖氨酸的试验条件,得出结论：甲基橙从水中重结晶后,溶于pH6.6、0.1 mol/L磷酸钠缓冲液中,终浓度为1 mmol/L;将2 mLε-聚赖氨酸溶液与2 mL 1 mmol/L甲基橙溶液混合;混合物在30℃条件下剧烈振荡30 min,4 000 r/min离心15 min;取1 mL上清液稀释50倍,在465 nm波长下测吸光度,计算ε-聚赖氨酸含量.     

利迪链霉菌A02产纳他霉素补料分批发酵参数的优化

 为建立利迪链霉菌（Streptomyces lydicus）A02 生产纳他霉素的高产发酵工艺,对其补料分批发酵的主要参数进行了优化。利用pH 值实时监控自动补料摇床辅助优化,筛选出利迪链霉菌A02 产纳他霉素的适宜pH 值范围,以此为控制点进行30 L自动发酵罐补料分批发酵实验,通过分析软件发酵之星（Biostar）5.0 检测分析主要发酵参数动态趋势曲线与纳他霉素产量的相关性。结果显示,菌株A02 最适于纳他霉素生物合成的发酵过程多参数优化组合为：培养温度30℃,pH 值控制在6.25~6.29 范围内,溶氧（DO）为20%~30%,摄氧率（OUR）和CO₂释放率（CER）分别为25~15 mmol/（L·h）和20~12 mmol/（L·h）,氨基氮含量0.20~0.23 g/L,还原糖保持1.5%左右,至88 h 后自然下降,至112 h 为0.32%;此时纳他霉素质量浓度达最高值,发酵上清液中为2.02 g/L,发酵液中为6.98 g/L,较不控制pH 值的对照分别提高28.66%和69.83%,为较好的发酵终点。通过优化调控主要发酵参数有效提高了利迪链霉菌A02 生产纳他霉素的发酵水平。     

灰色链霉菌产链霉素发酵培养基的优化

通过单因素试验考察了发酵培养基中不同的碳、氮源对灰色链霉菌产链霉素的影响,在此基础上通过正交试验对发酵培养基中4种主要组分即复合碳源（葡萄糖和玉米淀粉混合物）、黄豆饼粉、硫酸铵、磷酸氢二钾的用量配比进行优化筛选。结果表明,发酵培养基中碳、氮源及主要无机盐的用量对发酵液中链霉素的产量均有显著影响,4种因素中对产量影响最大的是复合碳源浓度,其次是K2HPO4浓度,再次是氮源即黄豆饼粉和硫酸铵的浓度。优化得到的最佳发酵培养基组成为：黄豆饼粉2%、复合碳源4%（葡萄糖与玉米淀粉质量比为5:1）、硫酸铵0.6%、K2HPO4 0.05%、MgSO4•7H2O 0.075%、NaCl 0.2%、CaCO3 0.7%,pH7.8。     

MTG酶催化ε-聚赖氨酸接枝羊毛抗菌整理

利用新型生物交联剂微生物谷氨酰胺转氨酶(MTG酶),将具有抗菌作用的ε-聚赖氨酸(ε-PLL)通过生物催化交联的方式接枝到羊毛上,并采用振荡烧瓶法研究其抗菌性能.氨基酸分析表明,MTG接枝试样中赖氨酸的相对质量分数变化增加(19.27%)明显高于吸附样(13.13%).另外,通过扫描电子显微镜(SEM)对羊毛纤维表面形态的分析和对比不同处理后羊毛织物的染色性差异,证实MTG酶可以催化ε-PLL接枝到羊毛上.ε-PLL接枝后羊毛具有较好的抗菌性能.     

Alcaligenes sp.CGMCC2428产威兰胶的分批发酵动力学模型

利用分批发酵研究Alcaligenes sp. CGMCC2428产微生物多糖威兰胶的合成特性,结果表明威兰胶的合成和菌体生长模型为部分偶联型. 菌体和威兰胶质量浓度分别达到3.30和26.50g/L, 威兰胶对细胞干质量得率系数(YP/X)为8.20. 根据分批发酵实验结果采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和Luedeking-Piret相似方程,得到了描述Alcaligenes sp. CGMCC2428生长、威兰胶以及葡萄糖底物消耗分批发酵动力学模型.同时改变初始葡萄糖质量浓度,实验数据与模型预测值进行了比较拟合,平均相对误差小于10%,表现出很好的适用性.     

黑曲霉C71分批发酵动力学模型的构建

以黑曲霉C71为出发菌株,分批发酵生产木聚糖酶,在发酵过程中每隔8h取样,测定菌体细胞浓度、总糖与还原糖含量和木聚糖酶活力,探讨了发酵过程中菌体生长、产物合成及基质消耗的特性.基于Logistic和Luedeking-Piret方程,建立了描述黑曲霉C71分批发酵过程的菌体生长动力学模型、产物合成动力学模型、基质消耗动力学模型.结果表明,模型计算值与实验数据拟合良好,基本反映了黑曲霉C71分批发酵过程的动力学特征.黑曲霉C71分批发酵过程中菌体生长与产物合成属于部分生长偶联型.     

产色链霉菌SY20-2与龟裂链霉菌SY20-4的种间原生质体融合

利用卡那霉素(250μg/mL)、链霉素(1 000μg/mL)和罗红霉素(150μg/mL)标记亲本菌株SY20-2、SY20-4,进行种间原生质体融合.试验结果表明,培养基中加入0.5%~1%甘氨酸可以提高菌丝体对溶菌酶的敏感度,有利于原生质体的释放.溶菌酶不仅影响原生质体的形成,而且影响原生质体的再生率,因此在35℃水浴条件下,SY20-2选择酶浓度2 mg/mL,作用时间30 min;SY20-4选择酶浓度4 mg/mL,作用时间40 min,最适于原生质体的再生.以45%PEG(分子量1 000)作助融剂,融合频率为0.124%,选出153个融合子,其中3株重组子的稳定性及抑菌活性较好,重组子C对烟草野火病菌的抑菌活性比对照要好.     

天蓝色链霉菌产十一烷基灵菌红素的发酵条件优化

通过对天蓝色链霉菌（Streptomyces coelicolor ZB8）产十一烷基灵菌红素（Red）的摇瓶发酵条件进行的优化研究,初步确定了促使Red产率提高的培养基组成及培养条件,包括研究接种量、碳源、氮源、氨基酸、无机盐及初始pH等对Red合成的影响,并通过正交试验获得了最适培养基组组成.用该培养基培养Stre...     

基于DPS数据处理的鸟苷分批发酵动力学模型

以枯草芽孢杆菌TA208（Ade^-＋MSO^r＋8-AG^r）为供试菌株，对鸟苷分批发酵动力学模型进行研究。利用DPS数据处理软件模型参数求解的原理，建立合理的分批发酵动力学模型。经实验验证，模型的拟合结果和实验值能够较好吻合，说明该动力学模型能正确描述鸟苷的分批发酵过程。     

应用MATLAB软件构建谷氨酸温度敏感突变株补料分批发酵动力学模型

根据已建立的谷氨酸发酵数学模型，应用MATLAB软件对模型进行最优参数估计和非线性曲线拟合，得到的结果相对误差较小，全局收敛性最小。通过与实际发酵过程比较，较好地反映了谷氨酸补料分批发酵过程。     

杀真菌素链霉菌AL-04发酵产抗生素工艺研究

为了提高杀真菌素链霉菌菌株AL-04的发酵滤液对植物病原真菌的抑菌活性,采用单因素试验和均匀试验设计,对其发酵条件和培养基成分进行了研究.结果表明,菌株AL-04产抗生素的最适发酵培养基为:黄豆粉34.0g,鱼粉12.0g,蔗糖2.0g,可溶性淀粉6.0g,NaCl 2g,K2HPO40.5g,MgSO4.7H2O 0.1g,ZnSO40.01g,FeSO4.7H2O 0.01g,CaCO32g,蒸馏水1000mL;产抗生素的适宜发酵条件为:接种量10%,种子液菌龄36h,装液量50mL/300mL三角摇瓶,初始pH值7.2.在上述条件下,28℃、180r/min振荡培养7d,菌株AL-04的抑菌率比原始发酵培养基提高了13.6%,差异达到极显著水平(P<0.01).     

一株产抗菌物质链霉菌的筛选及鉴定

从土壤中分离到一株对棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)有较强拮抗作用的链霉菌菌株HCCB10124,研究其拮抗性表明,对10种常见的病原真菌和部分细菌有拮抗作用,但对植物病原性真菌的抑制效果高于细菌.其形态特征、培养特性、生理生化特性、细胞壁组分与链霉菌属中的白网链霉菌(Streptomyces albireticuli)相同,16S rDNA序列的同源性达99%.根据多项分类原则和系统进化树的构建分析,将该菌株初步归属于白网链霉菌.     

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63的发酵工艺改良

对链霉菌Men-myco-93-63的发酵条件进行了单因子实验研究.结果表明,其最佳摇瓶发酵条件为:接种量1%,初始pH值6,添加5个玻璃珠,500 mL三角瓶中装液40 mL,在25℃,180 r/min摇床培养.在综合分析这些因素对菌体生长和抑菌活性产物产生的影响后,选择影响较大的通气量在20 L发酵罐上进行放大实验,通气量与发酵罐的体积比由原来的1.2∶1变为1.4∶1.在发酵过程中抑菌活性产物产量得到一定程度的提高.     

一株产环己酰亚胺的链霉菌遗传操作研究

 对一株高产环己酰亚胺的链霉菌菌株系统进行遗传操作体系的建立研究,并初步探索了相关生物合成的基因.采用了接合转移,电击转化菌丝体和PEG介导的原生质体转化3种方法进行外源基因的导入实验.使用了7种配方差异较大的培养基进行发酵,并使用HPLC对发酵产物进行分析,摸索了合适的发酵及检测条件.最后通过依赖于λ-RED介导的PCR-targeting方法进行了可能参与环己酰亚胺生物合成的PKS基因片段的敲除.通过实验,最终确定了使用优化的接合转移方法并采用新鲜孢子能够有效地导入外源基因,获得了较高的转化效率(10^-6),成功确立了遗传操作体系,获得了合适的发酵条件和HPLC检测方法.在建立遗传操作体系的基础上,成功找到了负责该类化合物生物合成的PKS基因片段,为深入研究其生物合成机理并进一步通过遗传工程改良以获得新化合物及提高化合物产量打下基础,并为链霉菌遗传操作研究提供了新的参考.     

产β—1，3—葡聚糖酶链霉菌菌株的筛选及其酶特性研究

从大白菜植株根际土壤中取样，通过茯苓粉琼脂培养基的透明圈试验，分离筛选到4株产β—1，3—葡聚糖酶的链霉菌菌株R8，R15，R31和AS。经比较发现，链霉菌菌株R15最早产生较明显的透明圈，且透明圈最大，澄清度最高，从R15菌株提取酶液，测定其分解β—1，3—葡聚糖的酶活力。结果表明，该酶作用的最适温度为55℃，最适pH为5．0；低于55℃，pH7．5以下，该酶较稳定；Fe^3 ，K^ ,Cu^2 ，Hg^2 对酶有抑制作用，而Ca^2 ,Fe^2 ，Ba^2 ，Mn^2 ，Al^3 及Zn^2 对酶有激活作用，抑菌圈试验表明，该酶对小麦纹枯病菌具有很强的抑制作用，抑菌圈宽度达15mm。盆栽防病试验结果表明，小麦种子经酶液处理后，病根率为34．51％，防病效果为64．28％。     

金霉素链霉菌发酵培养基的优化

金霉素链霉菌能产生四环素族抗生素,而抗生素是微生物的次级代谢产物,其产量与培养基的组成成份及培养条件密切相关.通过单因素试验考察金霉素链霉菌生长所需要的碳源和氮源,在此基础之上再通过4因素3水平正交试验对金霉素链霉菌发酵培养基进行优化筛选,其4因素分别为玉米淀粉、黄豆粉、硫酸铵、酵母粉的质量分数.试验结果表明,优化后得到的最佳培养基,用管碟法测得的试验菌种发酵液的生物效价达到183.2μg/mL.对正交结果进行极差分析得知,发酵培养基中酵母粉质量分数对试验菌种发酵产抗生素影响最大,其次为玉米淀粉,再次为黄豆粉,硫酸铵对抗生素产量影响最小.筛选得到的最佳发酵培养基组成为:玉米淀粉100.0 g/L,黄豆粉50.0 g/L,硫酸铵6.0 g/L,酵母粉4.0 g/L.     

链霉菌TD-1菌株抑菌活性物质发酵条件的优化

利用正交设计法及均匀设计法对链霉菌TD-1菌株发酵条件进行了优化,研究不同发酵因子对链霉菌TD-1产抑菌活性物质的影响.结果表明,发酵培养基中影响抑菌活性大小的主要因素为葡萄糖、黄豆粉、硫酸亚铁、磷酸氢二钾及硝酸钾;抑菌活性物质较佳发酵条件为90 mL/250mL三角瓶,接种量的体积分数为0.06,发酵周期8 d,初始pH值为7.15.在此条件下,最终抑菌效率与原发酵液相比发酵液对串珠镰刀菌抑菌活性提高了53.38%.     

链霉菌S506活菌制剂发酵条件的筛选与优化

对链霉菌S506活菌制剂的发酵条件进行了单因素研究,通过正交试验设计对该菌株的培养基进行了筛选.确定了液体发酵最佳培养基配方为麸皮40 g/L,玉米粉40 g/L,甘油10 mL/L,黄豆饼粉10 g/L;最佳发酵工艺参数为温度35 ℃,初始pH为6～8,500 mL三角瓶的装液量为100 mL,转速150 r/min,发酵周期96 h.经液-固发酵制得固体活菌菌剂,室温下保存1.5 a,活菌数量仍达到40亿个/g以上,为大规模培养S506菌提供可靠的基础数据.