聚谷氨酸发酵生产

课程设计说明书不同分子量聚谷氨酸制备条件研究

学院（系）

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2013-2014 春季学期

生物工程专业课程设计

结题论文

不同分子量聚谷氨酸制备条件研究

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摘要

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γ-PGA 是一种有极大开发价值和前景的多功能性生物制品，近年来被作为增稠剂，保湿剂，药物载体等而一直被广泛应用于工业领域。它是一种水溶性和可生物降解的新型生物高分子材料，可通过微生物合成。在生产低聚谷氨酸工艺当中，利用微生物发酵法生产聚谷氨酸具有很好的前景，但在利用微生物发酵法制备产物时，生产的聚谷氨酸具有较大的分子量，需要对其进行进一步的降解处理。本设计拟对微生物发酵生产的高分子量的聚谷氨酸进行降解，并优化其降解条件，从而得到不同分子量的低聚谷氨酸分子，并利用琼脂糖凝胶电泳和高效液相凝胶色谱检测其降解后的分子量，从而确定最佳降解条件。本设计主要分为三个部分对不同分子量的γ-PGA 的制备情况进行了研究。第一部分是通过微生物发酵，提取得到 80-100 万分子量的大分子聚谷氨酸产物的设计；第二部分根据聚谷氨酸分子特性，设计筛选可降解大分子聚谷氨酸的方法，并优化降解条件，得到不同分子量的低聚谷氨酸分子，并找到合适的方法进行分离纯化；第三部分是在前两部分的基础上，通过建立琼脂糖凝胶电泳和液相凝胶色谱检测不同分子量低聚谷氨酸的方法，从而设计出最佳的制备条件。

关键词：生物发酵法、聚谷氨酸、降解条件、检测方法

目录

第一部分文献综述 (3)

1.1 γ-聚谷氨酸简介 (3)

1.2 聚谷氨酸结构 (4)

1.3 聚谷氨酸性质： (4)

1.3.1 吸水特性 (4)

1.3.2 生物可降解性 (4)

1.3.3 γ-PGA 的水解特性 (5)

2. γ-PGA 的应用前景 (5)

2.1 γ-PGA 的应用 (5)

2.1.1 聚γ-PGA 是一种微生物絮凝剂 (5)

2.1.2 γ-PGA作为一种新型的高分子吸水性材料 (5)

2.1.3 γ-PGA作为新型的药物载体 (6)

3. γ-PGA 合成方法 (7)

3.1 化学法合成 (7)

3.1.1 传统的肽合成法 (7)

3.1.2 二聚体缩聚法 (7)

3.2 提取法合成 (7)

3.3 微生物生物合成法 (7)

3.3.1 代谢途径 (7)

4. 研究进展 (8)

5. 总结——本设计的前景分析以及研究意义 (8)

5.1 前景分析 (8)

5.2 研究意义 (9)

第二部分课程设计部分 (10)

1.材料 (10)

1.1 实验原料和试剂 (10)

1.2实验器材 (11)

2. 方法 (11)

2.1 微生物培养方法 (11)

2.1.1 平板培养 (11)

2.1.2 种子培养 (11)

2.1.3 摇瓶发酵 (11)

2.2 γ-PGA的纯化方法 (12)

2.2.1 菌体的分离 (12)

2.2.2 乙醇沉淀 (12)

2.2.3 丙酮分级沉淀 (12)

2.2.4 透析袋透析除盐 (12)

2.2.5 硅胶薄层层析.................................................... 错误!未定义书签。

2.3 生理指标的测定方法 (12)

2.3.1 生物量测定........................................................ 错误!未定义书签。

2.3.2 细胞数测定........................................................ 错误!未定义书签。

2.3.3 分子量分析 (12)

2.3.4 粘度的测定 (13)

2.3.5 pH 稳定性的测定 (13)

2.4 碳源试验 ·····················································错误!未定义书签。

2.5 氮源试验 ·····················································错误!未定义书签。

2.6 前体物质L-谷氨酸试验 ··································错误!未定义书签。

2.7 碳源、氨源、前体物质正交试验 ·······················错误!未定义书签。

2.8 无机离子正交试验 ·········································错误!未定义书签。

3. 实验设计 (13)

3 .1培养基营养成分对聚谷氨酸分子量影响的设计 (14)

3.1.1 培养基中不同碳源对聚谷氨酸分子量影响的设计 (14)

3.1.2 培养基中不同氮源对聚谷氨酸分子量影响的设计 (14)

3.1.3 培养基中前体谷氨酸对聚谷氨酸分子量影响的设计 (14)

3.2 培养基中碳源、氨源、前体物质正交试验的设计 (14)

3.3 不同pH 对不同分子量聚谷氨酸影响的设计分析 ·错误!未定义书签。

4. 设计分析 (15)

4.1 培养基营养成分对聚谷氨酸分子量影响的设计 ·····错误!未定义书签。

4.1.1 碳源对产物Γ-PGA分子量合成的影响的设计分析错误!未定义

书签。

4.1.2 培养基中不同氮源对聚谷氨酸分子量影响的设计分析错误!未定

义书签。

4.1.3 培养基中前体谷氨酸对聚谷氨酸分子量影响的设计错误!未定义

书签。

4.2 培养基中碳源、氨源、前体物质正交试验的设计 ··错误!未定义书签。

4.3 不同pH 对不同分子量聚谷氨酸影响的设计分析 ·错误!未定义书签。

5 总结体会 (15)

参考文献 (16)

第一部分文献综述

1.概况背景

1.1 γ-聚谷氨酸简介