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本论文主要内容是,首先鉴定本实验室自行筛选的一株白色链霉菌Z–18是否具有合成ε–聚赖氨酸的能力;在此基础之上,建立了一种用于菌种改造中高产菌株筛选的方法;最后,对白色链霉菌Z–18发酵生产ε–聚赖氨酸的发酵工艺进行了初步研究。为了确定本实验室筛选的白色链霉菌Z–18具有合成ε–聚赖氨酸的能力,本论文利用高效液相色谱(HPLC)、液相–质谱联用(LC–MS)、核磁共振(NMR)、高效液相排阻色谱(GPC)等分析仪器对白色链霉菌Z–18发酵生产的ε–聚赖氨酸产物进行了结构表征的研究。研究发现:白色链霉菌发酵生产的聚赖氨酸是由赖氨酸单体通过ε–NH2和α–COOH形成ε–酰氨键聚合而成,平均分子量为4210 Da,并且对敏感菌——枯草芽孢杆菌生长有强烈的抑制作用。菌种改造对于提高菌株个体合成产物的能力是一种十分有效的方法。由于白色链霉菌的代谢途径还不清楚,所以现阶段选择传统诱变是提高其合成ε–聚赖氨酸能力的有效途径。本论文利用亚硝基胍(NTG)对白色链霉菌孢子进行诱变,用ε–PL + Gly作为抗性平板,用于高产菌株的筛选。通过建立这种新型诱变筛选方法,获得了一株产量为1.05 g/L,遗传稳定的突变株Streptomyces albulus A–1,该突变株较出发菌株产量提高了54%。最后,本论文通过对发酵过程中溶解氧、转速、通风量和pH值等参数的单因素考察,确定了pH值是影响白色链霉菌Z–18合成ε–聚赖氨酸的关键性因素。研究发现,白色链霉菌Z–18在pH4.0以上有利于菌体的生长,但对产物的积累不利(0.8 g/L左右);而当pH维持在4.0左右时,不仅有利于菌体的生长,而且对产物的积累也起到积极的作用(1.6 g/L以上)。随后,在控制pH4.0的情况下,采用补料分批培养方式,使得发酵时间延长至98h,并且使得菌体干重达到20 g/L左右,与此同时,ε–聚赖氨酸产量也有了大幅度的提高,最高产量达到8.02 g/L,比摇瓶产量提高近10倍,比分批发酵提高了近5倍。可见,在白色链霉菌合成ε–聚赖氨酸的发酵过程中,控制pH4.0,再流加碳源和氮源可以使得ε–聚赖氨酸获得大量的积累。