赖氨酸生产菌某些特性及发酵试验的研究
赖氨酸发酵研究进展
发酵科技通讯第42卷赖氨酸发酵研究进展王欣许宏贤段钢(杰能科(中国)生物工程有限公司江苏无锡214028)摘要：赖氨酸是仅次于谷氨酸的第二大氨基酸，目前主要用发酵法生产。
本文从发酵培养基、培养条件和工艺优化等方面阐述了微生物生产赖氨酸的研究进展。
关键词：赖氨酸发酵营养因子溶氧建模赖氨酸是人和动物自身不能合成的一种氨基酸必须从外界摄取，而植物中所含的赖氨酸很少，被称为植物中第一限制性氨基酸。
赖氨酸是目前全球使用量最大的氨基酸类饲料添加剂，约90％的赖氨酸被用作饲料添加剂，约5％用作食品添加剂，其余5％用作医药中间体I”。
L一赖氨酸最初是从蛋白质水解物中分离得到的，后来又出现了化学合成法和酶法，但是化学合成法使用己内酰胺和环己烯等剧毒原料，存在严重的环保问题，而酶法也存在酶活不稳定，规模小和成本高的缺点。
直到1960年H本采用微生物直接发酵生产赖氨酸获得成功，才真正推动了赖氨酸生产的研究开发，直接发酵法是目前广泛采用的赖氨酸生产方法。
目前国内主要用发酵法生产赖氨酸的企业有长春大成集团、聊城希杰、宁夏伊品、山东金玉米、安徽丰原生化等[21，其中长春大成集团的赖氨酸生产能力已经居于世界首位。
国外生产赖氨酸的企业主要有日本味之素株式会社、日本协和发酵工业株式会社、美国A D M公司、韩国希杰公司和德国巴斯夫公司。
工业生产中最高产酸率已经提高到1809／L，提取收率也达到90％左右。
直接发酵法生产赖氨酸的主要微生物有棒状杆菌、短杆菌、念球菌、诺卡氏菌、埃希氏菌、假单胞菌、芽孢杆菌、加斯酵母等。
目前国内外用于上业大生产的菌株多为谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌、乳糖发酵杆菌和大肠杆菌等杆菌及其突变株【3】。
本文笔者主要从发酵培养基、培养条件和发酵过程的放大与优化等方面阐述了微生物发酵法生产赖氨酸的研究进展。
1培养基对发酵的影响1．1碳源在赖氨酸生产中，能够提供碳源的物质很多，有淀粉、糖蜜、葡萄糖、醋酸、苯甲酸、乙醇和烃类等，但是日前实现产业化的只有糖蜜、淀粉和醋酸三种原料路线。
ε-聚赖氨酸产生菌的筛选、育种及发酵研究
ε-聚赖氨酸产生菌的筛选、育种及发酵研究ε-聚赖氨酸（ε-poly-Lysine，ε-PL）是少数链霉菌将L-赖氨酸单体通过α-COOH与ε-NH<sub>2</sub>脱水缩合而成的一种氨基酸同聚物，聚合度为25-35。
由于其抑菌谱广、效价高、安全无毒，再配合其水溶性好、作用pH广、热稳定强等特点，ε-PL已被广泛用作食品防腐剂。
此外，ε-PL还被用于食疗剂、药物载体、基因芯片、电子材料等领域。
因此，其应用价值及市场前景是非常广阔的。
本论文首先从土壤中筛选获得了五种野生型的ε-PL产生菌；其次利用传统诱变方法及新兴的Genome Shuffling技术对这些野生菌株进行育种改造，以提升其ε-PL发酵水平；然后对获得的高产菌株进行了种间随机的原生质体融合，将其优良性状集中于同一个细胞内，进一步提升了ε-PL的产量；最后对种间融合获得的高产杂合子产ε-PL 进行了强化，包括Genome Shuffling、培养基优化及发酵工艺优化，最终使其ε-PL产量达到了国内领先水平。
具体研究内容如下：（1）从土壤中筛选放线菌时，为了有效抑制杂菌（细菌、霉菌）的生长，在分离培养基中添加了复合抑制剂：重铬酸钾30mg/L、青霉素2mg/L、氟哌酸3mg/L、制霉菌素80mg/L；对ε-PL 产生菌的筛选方法做了改进，利用“双层琼脂法”代替“直接添加美蓝”法，将“菌落生长”与“排斥美蓝显色”分成了两个阶段，能够有效避免美蓝对微生物的毒害，提高了筛选效率；利用该法从土壤中筛选获得了ε-PL产生菌42株，其中至少有白色链霉菌S. albulus、禾粟链霉菌S. graminearus、吸水链霉菌S. hygroscopicus、灰褐链霉菌S. griseofuscus、稠李链霉菌S. padanus等五种菌株，其中后四种菌株在ε-PL产生菌中未见报道。
（2）采用紫外线（UV）与亚硝基胍（NTG）对五种ε-PL产生菌进行诱变。
微生物产赖氨酸的研究进展
微生物产赖氨酸的研究进展收稿日期：2009-09-09基金项目：黑龙江省科技厅项目（GA07B401-5）作者简介：刘晓飞（1980-），女，博士研究生，研究方向为农业微生物。
E-mail:liuxiaofei72@ *通讯作者：高学军，教授，博士生导师，研究方向为生物化学与分子生物学。
E-mail:gaoxj5390@刘晓飞1，高学军1*，刘营2，敖金霞2，王青竹1（1.乳品科学教育部重点实验室，东北农业大学，哈尔滨150030；2.东北农业大学生命科学与生物技术研究中心，哈尔滨150030）摘要：赖氨酸是人和动物营养的9种必需氨基酸中的第一必需氨基酸，广泛应用于医药、食品和饲料等领域。
发酵法是目前生产赖氨酸最主要的方法。
文章从赖氨酸的生产现状、生物合成途径、代谢调控，育种等方面阐述了微生物生产赖氨酸的研究进展。
关键词：赖氨酸；发酵；生物合成；代谢调控中图分类号：Q93-91文献标志码：A文章编号：1005-9369（2010）01－0157－04Research progress on microbial production of Lysine/LIUXiaofei 1,GAOXuejun 1,LIU Ying 2,AO Jinxia 2,WANG Qingzhu 1(1.Key Laboratory of Dairy Sciences ,Ministry of Education,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China ;2.Research Center of life Sciences and Biotechnique ,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China )Abstract:As one of the essential amino acids for human beings and animals,Lysine is widely usedin many fields,such as pharmaceutical,food and forage.The fermention is the frequently used method of Lysine production at present.This paper stated the research evolution focused on aspects of production situation,biosynthetic pathways,metabolic controland regulation and breeding of Lysine.Key words:Lysine;fermentation;biosynthesis;metabolic control and regulation 赖氨酸（Lysine ）的化学名称为2，6-二氨基己酸，有L-型（左旋）、D-型（右旋）和DL 型（消旋）三种旋学异构体。
经典赖氨酸的发酵工艺
经典赖氨酸的发酵工艺赖氨酸是重要的氨基酸之一，其具有丝氨酸和蛋氨酸所不具备的特殊性质，是蛋白质合成的重要成分。
因此，赖氨酸在医药、生化工程、畜牧、保健品等领域有着广泛的应用。
本文将介绍赖氨酸的发酵工艺。
1、菌种选择赖氨酸的发酵常用的菌株有棒状杆菌、芽胞杆菌、嗜酸乳杆菌等。
其中棒状杆菌是目前应用最广泛的菌株，其产量和生长速度都比其他菌株高。
2、培养基配方赖氨酸的生产需要一种含有充分营养的发酵培养基。
肉汤培养基、玉米浆培养基、大豆蛋白水解物培养基等都可以作为赖氨酸发酵培养基的基础配方。
3、发酵条件发酵条件是影响赖氨酸产量的因素之一，包括pH值、温度、搅拌速度、氧气含量等。
常用的发酵条件为：温度37℃，pH6.5-7.0，搅拌速度300r/min，氧气含量5-20%。
4、发酵过程发酵过程分为批次发酵和连续发酵。
批次发酵一般分为四个阶段：生长、中期、后期和稳定期。
稳定期一般持续24-30小时，产生的赖氨酸稳定。
5、赖氨酸提取经过发酵过程，赖氨酸与其他细胞成分一起被培养基中的微生物细胞包裹着，无法直接获得。
因此，需要采用一些方法将赖氨酸从培养基中提取出来。
常用的提取方法有离子交换法、逆流萃取法、低分子量有机化合物萃取法等。
6、赖氨酸纯化提取出来的赖氨酸还需要进行进一步的纯化，以得到纯度高达98%以上的赖氨酸。
常用的纯化方法有凝胶过滤、离子交换、逆流色谱和气相色谱法等。
总之，赖氨酸的发酵工艺包括菌种选择、培养基配方、发酵条件、发酵过程、赖氨酸提取和赖氨酸纯化等步骤。
只有在严格控制各个条件的同时，才能得到高产、高纯度的赖氨酸。
多菌种固态发酵饲料中赖氨酸发酵的探讨
ｆ ｌ １张明祥 ，赵建国． ｙ一 ２ 株赖氨酸 固态发酵工艺研究ｆ ＿ Ｌ ｓ０ 菌 Ｊ 粮食 与饲料工业 ，２０ （） ８ ３ ． １ ０ ２８：２— ０ 【 ２ １蔡皓 ，余晓斌 ． 多菌种 发酵生物活性蛋 白饲料的发酝研究ｆ． Ｊ 粮食与饲料工业 ，２ ０ （ ：３ — ４ １ ０ ０６ ２ ３ ． ） ｆ１ 日俊 ． ３张 现代饲料生物技术 与应用【 北京 ：化学工业 出版社 ，２ ０ ． Ｍ１ ． ０９
１ ． Ｌ Ｌｓ ４ ．３ — ｙ 羽定 ３
酸法茚三酮分光光度法
１３４ ＯＤ 值 测 定 ．．
种子液稀释 ２ 倍 ，用 ７ ２ ５ ２ 分光光度计 ，于 ６０ ｍ波长下测光密度 。 ２ｎ
收稿 日期 ：２ １— Ｏ ２ ０ ＩＩ一７
基金项目：黑龙江省教育厅 ２ １ ００年度科！ 学技术研究 （ 指导 ）项 Ｅ计划 （ １５０６） １ １５５ ８ 作者简介 ：刘复军 （ ９７ １６ 一），舅，黑龙江齐齐哈尔人，副教授，高级工程师 ，主要从事生物ｌ Ｉ程方丽的研究工作，１２０ ＠１６ Ｏ 。 ０ ０８ ２ ． ＣＪ ＂ ｎ
表 ３ 营养液 Ｆ用量对 种子 生长 的影响
由表 ３ 看出，随着营养液 １用量的增加 ， ７ 种子 Ｏ Ｄ有显著提高 ， 但发酵液的 ｐ Ｈ也随之增高 ，当 ｐ Ｈ等 于 ７ ，则 Ｏ ． ０ Ｄ有下降趋势 。实验结果表明 ，营养液 Ｆ的最佳用量为 ８ ％。 ． ０
２３ 赖氨 酸 固态 发酵试 验 ．
入一定量的营养液 Ｆ液 ，实验结果如表 ２ 。
表 ２ 营养液 Ｆ对种子生长的影响
由表 ２ 看出，营养液 Ｆ对种子生长有明显的促进作用 ，且营养液 １的用量与 Ｏ ７ Ｄ值呈正相关。
２２ 营养液 Ｆ对种 子生 长的 影响 ．
微生物发酵法生产L_赖氨酸的研究进展_张军华
第10卷第2期2012年3月生物加工过程Chinese Journal of Bioprocess Engineering Vol．10No．2Mar．2012doi ：10．3969/j．issn．1672－3678．2012．02．015收稿日期：2011－09－06基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）重大项目（2011AA02A205）作者简介：张军华（1962—），男，山东寿光人，高级工程师，研究方向：生物工程，E-mail ：zhang-junhua@cofco．com 微生物发酵法生产L -赖氨酸的研究进展张军华（中粮生化（安徽）股份有限公司，蚌埠233010）摘要：微生物发酵法是目前生产L -赖氨酸最主要的方法。
L -赖氨酸生物合成存在两个完全不同的途径：二氨基庚二酸途径和α-氨基己二酸途径；分别由不同的酶进行调节，控制L -赖氨酸的合成。
笔者概述了L -赖氨酸生产方法、生物合成途径以及合成中关键性酶的调节作用和国内外L -赖氨酸生产菌育种方法的研究进展。
关键词：L -赖氨酸；生物合成；酶；调控；育种中图分类号：TQ922+．3文献标志码：A 文章编号：1672－3678（2012）02－0073－06Research progress on microbial fermentation of L -lysineZHANG Junhua（COFCO Biochemical （Anhui ）Co．，Ltd．，Bengbu 233010，China ）Abstract ：Fermentation was the mainly used method of L -lysine production presently．There were two completely different biosynthesis pathways of L -lysine ：heptanedioic acid pathway ，and α-amino hexaned-ioic acid pathway．Different enzymes were used to regulate the two pathways and control the synthesis of L -lysine．In this paper ，production methods of L -lysine ，biosynthetic pathways as well as the regulations of the key enzymes ，and the research evolution of the breeding of L -lysine hyper-producer were summa-rized at home and abroad．Key words ：L -lysine ；biosynthesis ；enzyme ；regulation ；breeding 赖氨酸（lysine ）的化学名称为2，6-二氨基己酸，分子式为C 6H 14N 2O 2［1］。
赖氨酸生产菌某些特性及发酵试验的研究
ZL-9601赖氨酸生产菌某些特性及发酵试验的研究2006-1-5 14:52:38 新闻来源：农业生物技术学报李秀锦仲飞刘绍军常学东孙树杰赵彦波冀振华(河北农业技术师范学院，昌黎066600)摘要：本研究对ZL-9601赖氨酸生产菌菌株的形态、培养特性和生理生化特性进行了初步鉴定和分析，并以糖蜜为主要原料，初步确定了该菌的产酸能力。
结果表明，该菌为短杆菌(0.8～1.0×1.0～2.5μm), 需氧, 发酵最适温度30℃, 最适pH7.0～7.2, 最适碳源为葡萄糖, 最适氮源为硫酸铵; 该菌不分解赖氨酸, 可耐15%的赖氨酸, 耐30%的葡萄糖。
以糖蜜为主要原料, 在最适温度和pH的条件下, 产酸可达6%以上。
关键词: ZL-9601菌种；赖氨酸；发酵；菌种特征赖氨酸是人和多种动物的必需氨基酸。
在谷类食品和饲料中添加适量赖氨酸可提高这类食品或饲料中蛋白质的营养价值。
目前, 在国内外市场上, 赖氨酸的需求量日益增加, 培育赖氨酸高产菌株和研究最佳发酵工艺条件便受到人们的普遍重视［1～4 ］, 许多高产菌株陆续被选育出来［5～8］。
如国内选育的TL-1菌株产酸量为4.5% 。
为进一步提高赖氨酸的产量, 人们又在这些菌种的基础上通过各种选育过程得到更高产的菌株［9］。
如ZL-9601赖氨酸生产菌株就是由谷氨酸棒杆菌AS1.563通过进一步诱变处理选育出的高产菌株。
本研究主要就ZL-9601菌株的形态、培养特性和生理生化特性进行了初步鉴定和分析，并以糖蜜为主要原料进行发酵试验, 旨在为实际生产确定最佳发酵条件提供科学依据。
1材料与方法1.1菌种ZL9601菌株由河北农业技术师范学院食品生化实验室选育。
该菌为谷氨酸棒杆菌AS 1.563 (中科院微生物所提供)的诱变株，遗传标记为AECr, Hom-。
1.2主要培养基1.2.1斜面种子培养基牛肉膏1.1%, 蛋白胨1.0%, 葡萄糖0.5%, NaCl 0.5%, 琼脂0.2%, pH7.0, 在0.14mpa压力下灭菌20min, 后置于37 ℃培养箱培养24h, 备用。
江南大学科技成果——微生物发酵生产L-赖氨酸
江南大学科技成果——微生物发酵生产L-赖氨酸
成果简介
选育高产菌种和发展赖氨酸生产对于提高食品中蛋白质利用率,增强人民体质以及发展家禽饲养业等具有十分重要的意义,对于以谷物为主要食物的我国尤为重要。
本实验室通过诱变选育和基因工程手段对大肠杆菌进行改造，获得一株高产赖氨酸生产菌株，发酵培养36h，赖氨酸盐酸盐产量高达193g/L，葡萄糖得率为74%左右。
关键技术
本研究以玉米浆为氮源，有效的降低了发酵成本；以葡萄糖为原料生产L-脯氨酸的高转化率发酵，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景；以大肠杆菌为宿主，不仅缩短了发酵周期，而且也降低了染菌几率。
知识产权
一株产L-赖氨酸的大肠杆菌及其应用，CN201911370748.X。
项目成熟度
试生产阶段
投资期望及应用情况
投资期望：根据目前技术水平，初步估算生产综合成本约6.6万元/吨，目前市场定价约为12万元/吨。
以1000吨生产规模计算，毛利润可达5400万元/年。
应用情况：L-赖氨酸是人体和动物所不能合成的8种必需氨基酸中最重要的一种，应用于食品强化剂和饲料添加剂，也用于医药。
L-赖氨酸高产菌的选育及发酵培养基的优化
ｓｕｒｆａｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ（ＲＳＭ）
万方数据
２００９年１９（４）
生物技术
３７
Ｌ一赖氨酸又名ａ，￡一二氨基己酸或２，６一二氨基己酸，分
子式为ＱＨ。。Ｎ２Ｑ，结构式为ＮＩ－１２一（ＣＨ２）。一ＣＨ（ｍ）一
ＣＯＯＨ，分子量为１４６。赖氨酸是柱状晶体，溶于水，熔点为２２４ —２２５。Ｃ，有右旋光性。
［１３］夏凡，琚争艳．微生物碱性蛋白酶在食品工业２．
Ｌ一赖氨酸高产菌的选育及发酵培养基的优化
陈银芳，张伟国。
（江南大学工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡２１４１２２）
摘要：目的：获得Ｌ一赖氨酸高产菌及得到最优的发酵培养基。方法：以黄色短杆菌（Ｂｒｅｂｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｆｌａｖｕｍ）ＸＱ一８为出发菌
ＭｇＳ０４·７Ｈ：０ ０．１、ＭｎＳ０４·４Ｈ，Ｏ ０．０１、ＦｅＳ０４‘７Ｈ２０ ０．０１、ＶＨ
３０ｔ，．ｇ、ＶＢ，１００／．Ｌｇ、Ｌ—ｍ０．４、尿素１．５，琼脂２０。
（２）完全培养基（ｇ／Ｌ） 葡萄糖５、牛肉膏１０、蛋白胨１０、ＮａＣｌ ５、琼脂２０。
（３）种子培养基（ｇ／Ｌ） 葡萄糖２５、玉米浆２５—３０、（Ｎ心）２Ｓ０４ ５、ＫＨ２Ｐ０４ １、Ｍｇｓｏ，，·
Ｆｏｌｉｎ ｐｈｅｎｏｌ ｒｅａｇｅｎｔ［Ｊ Ｊ．Ｔｈｅ Ｊｏｕｍａｌ
（１）：２６５—２７５．
、
［６］中山大学生物系生化微生物学教研室．生化技术导论［Ｍ］．北京：
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［７］王福强，李坤，邵占涛，等．产蛋白酶益生菌Ｙ２—２和Ｙ１—１３对牙
鲆幼鱼生长促进作用的研究［Ｊ］．海洋生物，２０晒，２９（１）：２９—３３．
［８］华雪铭，周洪琪，邱小琮，等．饲料中添加芽孢杆菌和硒酵母对异
ε-聚赖氨酸产生菌的育种、发酵及高产机制的初步生理解析
ε-聚赖氨酸产生菌的育种、发酵及高产机制的初步生理解析ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine,ε-PL）是一种由25-35个L-赖氨酸单体通过α-COOH和ε-NH<sub>2</sub>脱水缩合而成的天然高分子聚合物。
由于其易溶于水、对热稳定、可被生物降解、抑菌谱广泛、安全性高和临床疗效良好等优点,ε-PL被作为食品防腐剂、药物载体、食疗剂、乳化剂和水凝胶等在日本、韩国、美国和中国等国家广泛应用。
本文以Streptomyces sp.G67为出发菌株,首先利用多轮复合诱变、基因组重排结合核糖体工程,依次筛选出了的单重和多重抗性突变株菌,大幅提高了ε-PL摇瓶产量,并从生理角度解释了高产机制。
随后,构建并比较了高产菌与原始菌的ε-PL合成代谢途径,进一步分析了高产机制。
最终建立了一种具有工业化应用潜力的酸性pH冲击-溶氧调控策略（PS-PAD）,并考察了该策略在5 L补料-分批发酵过程中引起的生理变化。
具体研究内容如下:（1）紫外（UV）、常温常压等离子体（ARTP）和甲基磺酸乙酯（EMS）诱变三种方法中,ARTP和EMS的诱变效果明显好于UV诱变,因此选择这两种方法对G67进行复合诱变。
六种作用于核糖体的抗生素中,只有与核糖体工程相关的链霉素、庆大霉素和利福霉素抗性能提高ε-PL产量,其中链霉素抗性（Str<sup>r</sup>）菌ε-PL 产量提高幅度最大,故选择链霉素作为复合诱变的抗性标记。
经过3轮“复合诱变+Str<sup>r</sup>”筛选,获得了单重抗性高产菌GS-1,摇瓶产量由1.9 g·L<sup>-1</sup>提高到2.81 g·L<sup>-1</sup>,提高了47.9%。
扩增片段长度多态性（AFLP）分析表明“复合诱变+Str<sup>r</sup>”的育种方法能增加突变株的基因多态性,促使其ε-PL产量的快速提高。
微生物发酵生产赖氨酸的研究进展
微生物发酵生产赖氨酸的研究进展江津津;韩明;郑玉玺;陈林;彭少洪;陈烽华【摘要】赖氨酸是用发酵法生产的一种人体及动物必需氨基酸，被广泛地用于医药、营养食品和饲料等方面。
文章概括了近几年用全球微生物发酵生产赖氨酸的概况，并介绍了由基因重组、基因扩增的方法，包括用可检测识别的染色体DNA重组，利用可检测识别的杂交质粒进行目的基因重组，用PCR技术扩增目标基因的重组等生物技术进行的赖氨酸生产菌株的研究进展。
对ε－聚赖氨酸这种新型防腐剂、乳化剂、食疗剂的微生物发酵生产菌的选育及其生产和应用进行了综述。
%Lysine is produced by fermentation. It is a kind of essential amino acid of human and animal and is widely used in medicine, nutrition, food and feed, etc. This paper summarizes the recent global microbial fermentation production of arginine and introduces lysine method such as gene recombination, gene amplification, which includes detection and recognition of chromosome DNA recombination, recombinant plasmid with hybridization detection and recognition, etc. It also summarizes the breeding of microbial fermentation of bacteria on polylysine and its application in food industry.【期刊名称】《广州城市职业学院学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P67-70)【关键词】发酵工程;ε-聚赖氨酸;发酵工程菌【作者】江津津;韩明;郑玉玺;陈林;彭少洪;陈烽华【作者单位】广州城市职业学院食品系，广东广州510405;广州城市职业学院食品系，广东广州510405;广州城市职业学院食品系，广东广州510405;广州城市职业学院食品系，广东广州510405;广州城市职业学院食品系，广东广州510405;广州城市职业学院食品系，广东广州510405【正文语种】中文【中图分类】TS202.3现代发酵工程包括微生物资源开发利用;微生物菌种的选育、培养;固定化细胞技术;生物反应器设计;发酵条件的利用及自动化控制;产品的分离提纯等技术[1，2]。
赖氨酸发酵工艺研究指导书
天冬氨酸天冬氨酰磷酸苏 氨 酸 与 赖 氨酸 的 协同 反 馈 抑 制 作 天冬氨酸半醛高丝氨酸脱氢酶用双氢吡啶羧酸丝氨酸苏氨酸甲硫氨酸赖氨酸赖氨酸的发酵调控争辩一、试验目的1、 了解赖氨酸发酵常用的发酵菌种。
2、 把握 L-赖氨酸发酵的工艺把握过程和方法。
3、 能娴熟运用发酵过程的根本原理，依据试验的不同要求，正确的设计试验方案，并依据试验方案进展试验争辩 二、试验原理赖氨酸的生产方法有水解法(已淘汰)、合成法、酶法和直接发酵法。
直接发酵法合成的赖氨酸是一种次级代谢产物。
微生物合成赖氨酸是诱导物的诱导调整、自身产物的反响调整、自身产物的分解调整、以及细胞膜透性的调整等次级代谢调整综合作用的结果。
谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的自身产物调整作用如图 1 所示。
图 1 谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的自身产物调整作用异亮氨酸2 三、材料与分析方法 1、 菌种谷氨酸棒杆菌〔编号 10065，中国微生物菌种保藏治理中心〕。
2、 培育基〔1〕斜面培育基：牛肉膏 1.1%，蛋白胨 1.0%，葡萄糖 0.5%，NaCl 0.5%， 琼脂 0.2%，pH7.0，在 0.1Mpa 压力下灭菌 20min 。
〔2〕种子培育基：糖蜜 2.0%，豆饼水解液 0.5%，(NH 4)2SO 4 0.4%，CaCO 3 0.5%，K 2HPO 4 0.1%，MgSO 4 0.04%，pH7.0,，于 250mL 三角瓶内装 25mL 种子培育基, 在 0.1Mpa 压力下灭菌 20min 。
〔3〕发酵培育基：糖蜜 20%，豆饼水解液 1.0%，玉米浆〔氮源〕0.6%，(NH 4)2 SO 4 2%，K 2HPO 4 0.1%，MgSO 4 0.05%，FeSO 4 0.2%，MnSO 4 0.2%，pH7.0，于 250mL 三角瓶装液 25mL 发酵液，在 0.1Mpa 压力灭菌 20min 。
3、分析方法（1） 丝氨酸的测定承受变色酸-分光光度法测定〔见附录 1〕。
赖氨酸的发酵流程
五、灭菌操作
自从发酵技术应用纯种培养后，要 求发酵全过程只能有生产菌，不允许 其他任何微生物共存，因此所有发酵 过程必须进行纯种培养。为了确保纯 种培养，在生产菌接种前，要对培养 基通入的空气、各种添加物、设备、 管道等进行灭菌，还要对生产环境进 行消毒。
赖氨酸的发酵流程
目录
一、赖氨酸的简介 二、菌种的选育 三、赖氨酸的发酵工艺流程 四、赖氨酸的提取与精制工艺
一、赖氨酸的简介
赖氨酸是人体必需氨基酸之一，能促进人体发 育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能 的作用。缺乏赖氨酸的症状包括疲劳，虚弱，恶 心，呕吐，头晕，没有食欲，发育迟缓，贫血等。 赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖 氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏， 故称为第一限制性氨基酸。
二、菌种的选育
根据赖氨酸的发酵机制（图1）菌种的选育遵循： 1）切断或减弱支路代谢，选育高丝氨酸缺陷型
（Hom－）突变株，或蛋氨酸和苏氨酸或异亮氨酸 缺陷型（Met－ + Thr－、Ile－）突变株； 2）解除赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制作用，选育 结构类似物抗性突变株，使赖氨酸大量积累，
赖氨酸发酵机制
四、赖氨酸的提取与精制工艺
1）发酵液的处理：用草酸除去发酵液中的Ca3+ ，调节pH至2～3 2）菌体分离：用碟片式自动卸渣高速离心机，分离菌体和草酸钙等 3）离子交换吸附及洗脱：铵型阳离子交换树脂，洗脱剂为氨水加氯
化铵；用茚三酮检查流出液，pH9.5～12，得率可达90%～95%
4）真空浓缩：去除氨，并提高Lys含量，真空时温度65℃，浓度22～
23°Bé
5）中和结晶：加入工业盐酸，搅拌，pH5.2，自然冷却结晶，至5℃结
晶完全（粗结晶，含一分子结晶水的粗L-Lys盐酸盐）
赖氨酸生产菌育种途径的研究进展
赖氨酸生产菌育种途径的研究进展摘要：赖氨酸是人和动物营养的9 种必需氨基酸中的第一必需氨基酸，发酵法是目前生产赖氨酸最主要的方法。
其生产菌的选育传统多以人工诱变为主，现在科学研究则多注重基因工程技术在育种中的应用。
本文综合介绍了传统和现代的育种方法，并对赖氨酸的生产做一展望。
关键词：赖氨酸、育种、诱变、基因工程赖氨酸（Lysine）的化学名称为2，6-二氨基己酸，有L-型（左旋）、D-型（右旋）两种旋学异构体。
人类和动物可吸收利用的只有L-型。
赖氨酸是人和动物自身不能合成的一种氨基酸，必须从外界摄取，而植物中所含的各种赖氨酸很少，被称为植物中第一限制性氨基酸。
赖氨酸具有广泛的用途，在食品方面可用作食品营养强化剂和食品除臭剂；在医药方面可用作许多药物的辅助剂，对于提升药物作用效果显著；在饲料方面可以用于提高禽畜蛋白质质量。
现代工业上主要以发酵法生产赖氨酸。
本文从赖氨酸的生产现状、传统方法育种与基因工程育种的进展等方面做一综述。
1 赖氨酸生产现状L-赖氨酸生产方法主要有抽提法、化学合成法、酶法和发酵法。
20世纪60年代以前，由于赖氨酸生物合成途径没有充分被阐明，赖氨酸的生产大多采用抽提法、化学合成法和酶法生产。
Gilvarg等于上世纪50年代首先报道了肠杆菌属的一株代表菌株结肠芽孢杆菌生物合成赖氨酸途经。
1957年日本开始采用野生菌株发酵法生产谷氨酸，1960年日本的本下祝郎等用紫外线照射谷氨酸棒杆菌得到一株营养缺陷性变异株，从此开始了发酵法工业生产商品赖氨酸[1]。
现在，工业上主要采用发酵法生产赖氨酸。
用于工业上发酵生产赖氨酸的菌株主要是棒状杆菌和短杆菌等的变异株，棒状杆菌具有极高的经济价值，其中谷氨酸棒状杆菌应用最为广泛。
此外，赖氨酸生产还有应用大肠杆菌、黄色短杆菌、酿酒酵母、乳酸发酵短杆菌、假丝酵母等的报道。
我国自20 世纪70 年代末就开始用国内自己诱变的菌种生产赖氨酸，但只生产少量的食品添加剂。
L-赖氨酸高产菌发酵的研究
２ １ ２ 初 糖 浓 度 对 产 酸 及 糖 酸 转 化 率 的 影 响 Ｌ ．． 一
１３ １ 斜 面 、 ．． 平板 培 养方 法
℃ ， 养 ２ 。 培 ４ｈ
点 实验 室 ， 苏 无锡 ２４２ ） 江 １ １ ２
摘 要 ： 在摇 瓶 条件 下对赖 氨酸发 酵 的供氧 、 糖 浓度 等 进 行 了研 究 ， 对 氮 源硫 酸铵 、 养 因素 初 并 营
玉 米浆和 Ｌ 苏氨 酸进行 了响 应 面分 析 试验 ， 到 最优 的 摇 瓶发 酵条 件 。在 此 基 础 上 ， 行 了 ７Ｉ 一 得 进 自控 发酵罐 赖氨 酸发 酵试验 。研 究结果表 明 ， ７Ｉ发 酵罐 中发 酵 ６ 在 ４ｈ左右 ， 累赖氨 酸 盐 酸 盐 积
由 日本 味之 素 、 国希 杰 、 国 ＡＤ 等 厂 家 ， 内 韩 美 Ｍ 国
主要 生产 厂家有 吉 林 大成 、 徽 丰 原 等 。尽 管我 国 安 赖氨 酸产量 已稳 居 世界 第 一 ， 蛋 白质 的利 用 率 ， 可 促进 禽 畜 生
Ｌ 赖 氨 酸 高 产 菌 ｘ ９（ Ｃ Ｓ ｃ ｈ — 一 Ｑ． ＡＥ ｕ Ｔ ｒ
Ｓ ｈ） ３， Ｇ ［３ 由黄 色短 杆 菌 （ ｒｂ ｉａ ｔｒｕ ｆ ａ ｕ １ Ｂ ｅ ｖｂ ｃ ｉｍ ｌｖ ｍ） ｅ
羧化 反应 提 供 。充 分 供 氧 ， 使 菌 体 呼 吸 充 足 ， 可 可
文 章 编 号 ： ６ ３ １ ８ （ ０ １ ０ ９ ４０ １ ７ ６ ９ ２ １ ） ６０ ２ — ５
Ｌ赖氨酸高产菌发酵的研 究 一
ε-聚赖氨酸产生菌的筛选、鉴定及发酵的研究的开题报告
ε-聚赖氨酸产生菌的筛选、鉴定及发酵的研究的开题报告题目：ε-聚赖氨酸产生菌的筛选、鉴定及发酵的研究一、研究背景及意义：ε-聚赖氨酸是一种由赖氨酸经过脲键结合而形成的线性多肽，具有重要的生物学功能和潜在的应用价值。
目前已被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域，如保湿剂、抗衰老剂、抗氧化剂等。
大多数ε-聚赖氨酸的生产都是通过化学合成或基因工程技术实现，但这些方法都存在成本高、工艺复杂、环境污染等缺点。
因此，寻找高效、环保、低成本的生物法生产ε-聚赖氨酸具有重要的意义。
目前，国内外对ε-聚赖氨酸的生产研究主要集中在微生物发酵生产方面，其中以产生ε-聚赖氨酸能力强的菌株筛选和鉴定研究为突破口，是生物法生产ε-聚赖氨酸的关键。
因此，本研究旨在从自然界环境中筛选产ε-聚赖氨酸的微生物菌株，通过对所选菌株的鉴定和发酵优化，达到提高ε-聚赖氨酸产量的目的，为生物法生产ε-聚赖氨酸提供理论和实践基础。
二、研究内容和技术路线：1. 产ε-聚赖氨酸菌株的筛选：从土壤、淡水、海水及其他自然环境中分离出具有ε-聚赖氨酸产生能力的微生物菌株。
2. 菌株鉴定和优选：通过形态学、生理生化及分子生物学等方法对所选菌株进行鉴定，然后通过单因素和正交试验等方法优化菌株的生长条件，包括培养基的成分、培养条件等，提高ε-聚赖氨酸的产量。
3. 发酵过程优化：借鉴已有的ε-聚赖氨酸发酵研究，以产量为指标，优化发酵条件，如温度、pH、发酵时间等。
4. ε-聚赖氨酸纯化和鉴定：采用适当的纯化工艺将发酵产生的ε-聚赖氨酸提纯，通过质谱、核磁共振等技术手段对纯品进行鉴定，验证其结构和纯度。
5. 产品分析和评价：对纯化的ε-聚赖氨酸产品进行组成分析、形态学观察、生物学活性测定等分析，评估其应用价值和市场潜力。
三、预期研究成果：1. 筛选到具有优良ε-聚赖氨酸产生能力的微生物菌株。
2. 鉴定该菌株，并成功优化培养条件和发酵条件，提高ε-聚赖氨酸的产量。
ε-聚赖氨酸菌种筛选及发酵工艺的研究的开题报告
ε-聚赖氨酸菌种筛选及发酵工艺的研究的开题报告
题目：ε-聚赖氨酸菌种筛选及发酵工艺的研究
一、研究背景
ε-聚赖氨酸是一种重要的生物高分子，具有很高的营养价值和生物医学应用价值。
ε-聚赖氨酸在食品、医药和化工等领域有广泛的应用，如可生产生物医用材料、食品
添加剂、保健食品和生产聚合物、润滑剂等。
目前，发酵法是ε-聚赖氨酸生产的主要
方式，其中微生物发酵获得了广泛应用。
二、研究目的
本研究旨在筛选出ε-聚赖氨酸生产效率高的菌株，并优化菌种的发酵工艺，提高生产效率和产量，为ε-聚赖氨酸的产业化生产提供技术支持。
三、研究内容
1.菌种的筛选与鉴定
通过筛选菌库中的ε-聚赖氨酸菌株，并利用分子生物学技术进行物种鉴定。
2. 静态和摇瓶发酵工艺的优化
通过单因素试验和正交试验等方法，对菌种进行发酵工艺的优化。
3. 给料和产物的分析
对发酵过程中的给料和产物进行分析，了解发酵过程中的关键参数及影响因素。
四、研究方法
1. 菌种的筛选与鉴定
从已有的菌库中筛选ε-聚赖氨酸菌株，利用16S rDNA基因测序技术进行生物鉴定
2. 静态和摇瓶发酵工艺的优化
利用单因素试验和正交试验等方法，研究不同因素对ε-聚赖氨酸的产生效率和产量的影响。
3. 给料和产物的分析
对不同阶段发酵过程中的发酵液进行样品收集，并采用HPLC等方法对产物进行分离和测定。
五、研究意义
本研究将为优化ε-聚赖氨酸发酵工艺提供技术支持，同时为ε-聚赖氨酸的产业化生产提供技术保障，有助于推动我国ε-聚赖氨酸生产技术的发展。
L-赖氨酸产生菌选育及其发酵条件的调控的开题报告
L-赖氨酸产生菌选育及其发酵条件的调控的开题报告开题报告一、研究背景和意义L-赖氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、医药、化学等各个领域，具有很高的市场价值。
目前L-赖氨酸的生产主要通过微生物发酵的方式实现。
目前L-赖氨酸生产中广泛应用的微生物有大肠杆菌、窄带放线菌、蛇床子菌等。
然而，传统的强制繁殖高产菌株的方式需要耗费大量的时间和成本。
因此，通过产生L-赖氨酸的微生物菌株的选育和发酵条件的调控就显得非常重要。
二、研究现状目前在微生物对L-赖氨酸的生产方面，研究主要在以下几个方面：1. 产生L-赖氨酸的微生物的筛选和选育。
2. 优化L-赖氨酸的发酵过程，包括发酵温度、发酵时间、pH值等。
3. 利用基因工程手段和代谢工程手段提高微生物对L-赖氨酸的产生能力。
4. 利用发酵废弃物等廉价原料降低L-赖氨酸生产的成本。
三、研究内容和研究方法1. 产生L-赖氨酸的微生物的筛选和选育。
本研究将对已有的L-赖氨酸产生微生物进行筛选和选育，选育出高效率、稳定性好的L-赖氨酸菌株。
筛选和选育方法主要包括：对菌株的形态、生长速度等进行观测和比较，筛选具有产生L-赖氨酸能力的菌株；通过逐步筛选，获取高产L-赖氨酸的菌株，并对该菌株进行基因检测和筛选。
2. 优化L-赖氨酸的发酵过程，包括发酵温度、发酵时间、pH值等。
本研究将对高效的L-赖氨酸菌株进行优化发酵条件，包括发酵介质的制备、发酵温度、发酵时间、pH值等。
优化发酵条件可通过响应面法等统计方法确定影响L-赖氨酸高产的因素，以实现L-赖氨酸生产的高效率和高生产量。
3. 利用基因工程手段和代谢工程手段提高微生物对L-赖氨酸的产生能力。
本研究将结合基因工程与代谢工程手段，对高效产生L-赖氨酸的微生物进行基因工程和代谢工程改良，增强其产生L-赖氨酸的能力和稳定性。
4. 利用发酵废弃物等廉价原料降低L-赖氨酸生产的成本。
本研究将探讨通过利用发酵废弃物等廉价原料来降低L-赖氨酸生产的成本。
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ZL-9601赖氨酸生产菌某些特性及发酵试验的研究2006-1-5 14:52:38 新闻来源：农业生物技术学报
李秀锦仲飞刘绍军常学东孙树杰赵彦波冀振华
(河北农业技术师范学院，昌黎066600)
摘要：本研究对ZL-9601赖氨酸生产菌菌株的形态、培养特性和生理生化特性进行了初步鉴定和分析，并以糖蜜为主要原料，初步确定了该菌的产酸能力。
结果表明，该菌为短杆菌(0.8～
1.0×1.0～
2.5μm), 需氧, 发酵最适温度30℃, 最适pH7.0～7.2, 最适碳源为葡萄糖, 最适氮源为硫酸铵; 该菌不分解赖氨酸, 可耐15%的赖氨酸, 耐30%的葡萄糖。
以糖蜜为主要原料, 在最适温度和pH的条件下, 产酸可达6%以上。
关键词: ZL-9601菌种；赖氨酸；发酵；菌种特征
赖氨酸是人和多种动物的必需氨基酸。
在谷类食品和饲料中添加适量赖氨酸可提高这类食品或饲
料中蛋白质的营养价值。
目前, 在国内外市场上, 赖氨酸的需求量日益增加, 培育赖氨酸高产菌株和研究最佳发酵工艺条件便受到人们的普遍重视［1～4 ］, 许多高产菌株陆续被选育出来［5～8］。
如国内选育的TL-1菌株产酸量为4.5% 。
为进一步提高赖氨酸的产量, 人们又在这些菌种的基础上通过各种选育过程得到更高产的菌株［9］。
如ZL-9601赖氨酸生产菌株就是由谷氨酸棒杆菌AS1.563通过进一步诱变处理选育出的高产菌株。
本研究主要就ZL-9601菌株的形态、培养特性和生理生化特性进行了初步鉴定和分析，并以糖蜜为主要原料进行发酵试验, 旨在为实际生产确定最佳发酵条件提供科学依据。
1材料与方法
1.1菌种
ZL9601菌株由河北农业技术师范学院食品生化实验室选育。
该菌为谷氨酸棒杆菌AS 1.563 (中科院微生物所提供)的诱变株，遗传标记为AECr, Hom-。
1.2主要培养基
1.2.1斜面种子培养基牛肉膏1.1%, 蛋白胨1.0%, 葡萄糖0.5%, NaCl 0.5%, 琼脂0.2%, pH7.0, 在0.14mpa压力下灭菌20min, 后置于37 ℃培养箱培养24h, 备用。
1.2.2发酵种子培养基糖蜜2.0%, 豆饼水解液0.5%, (NH4)2SO4 0.4%, CaCO3 0.5%,
K2HPO4 0.1%, MgSO4 0.04%, pH7.0, 于250mL三角瓶内装25mL种子培养基, 在0.14mpa 压力下灭菌20min。
1.2.3发酵培养基糖蜜20%, 豆饼水解液1.0%, 玉米浆0.6%, (NH4)2 SO4 2%, K2HPO4
0.1%, MgSO4 0.05%, FeSO4 20mg, MnSO4 20mg, pH7.0, 于250mL三角瓶装液25mL发酵液, 在0.14mpa压力灭菌20min, 冷却后接种。
1.3培养条件
将经斜面培养活化的菌种接种于发酵种子培养基中，置于往复摇床上振荡培养24h(30℃)为种子培养物;按1∶10(64×107/mL菌体)的接种量将种子培养物接种于发酵培养基中, 在30±10℃,
pH7.0～7.2条件下, 在往复式摇床(振幅5～8cm, 频率120次/min) 发酵72h。
1.4其它特殊培养基
淀粉水解培养基, 吲哚试验培养基, 甲基红试验培养基, M-R试验培养基, V-P试验培养基, 芽孢培养基, 高丝氨酸营养缺陷型培养基等。
1.5试验及测定方法
菌体形态观察、菌种培养特性和菌种主要生理生化特性检查主要参照《工业微生物试验技术手册》
3张克旭.发酵法赖氨酸生产. 北京:轻工业出版社, 1986.5
4Sen S K,Chatterjee S P. Influence of B-vitamins and trace elements on lysine production by Micrococcus varians 2Fa. Acta-Biotechnology. 1989, 9(1):63-67 5Velizarov S G, Rainina E I, Sinitsyn A P, et al. Production of L-lysine by free and PVA cryogel immobilized Croynebacterium glutamicum cell. Biotechnol Lett，1992, 14(4):291-296
6Velizarov S G, Rainina E I, Sinitsyn A P, et al. Production of L-lysine by free and PVA cryogel immobilized Croynebacterium glutamicum cell. Biotechnol Lett,1992, 14(4):291-296
7Murakmi Y, Miwa,H, Nakamori S. Method for the production of L-lysine employing thermophlic Corynebacterium thermoaminogenes. J Microbiol, 1993 ,12(2):93-98
8张克旭, 高年发. 关于L-谷氨酸生产菌TL-1菌株发育的研究. 食品与发酵工
业,1985,6:1
9刘桂清.融合株Q4413的赖氨酸生产研究. 食品与发酵工业,1992(2):9-14
10诸葛健, 王正祥. 工业微生物试验技术手册. 北京:中国轻工业出版社, 1994
11蔡武城, 袁厚积. 生物物质常用化学分析法.北京:科学出版社.1992
收稿日期：1998-02-23
Study on Characteristics and Fermentation
of Lysine-producing strain ZL-9601
Li Xiujin Zhong Fei Liu Shaojun Chang Xuedong
Sun Shujie Zhao Yanbo Ji Zhenhua
(Hebei Agrotechnical Teachers College, changli 066600)
Abstract:The morphological, cultural, physiological and biochemical characteristics of Zl-9601 strain of corynebacterium glutamicum were studied in this paper. At the same time, the ability of producing-lysine was determined with the medium mainly made of molasses. The result show that ZL-9601 strain were rod bacteria in morphology(0.8～1.0×1.0～2.5μm), oxygen needed during cultivation. The optimum temperature was 30℃ and optimum pH was 7.4～7.2. the favorite carbon source was glucose. The suitable inorganic nitrogen was (NH4)2SO4. It did not lysize lysine and could tolerate 15% lysine and 30% glucose. The lysine production of it cam e up to 6% with the designed medium in proper cultivating condition.
Key words:ZL-9601 strain; lysine; fermentation; characteristics。