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重组大肠杆菌多级连续发酵甘蔗糖蜜生产L-赖氨酸的初步研究文献综述

 2021-09-27 00:13:02  

毕业论文课题相关文献综述

一研究进展

赖氨酸的化学名称为2,6-二氨基己酸或α,ε-二氨基己酸,英文名称为Lysinc。有L-型和D-型两种光学异构体。有人利用基因工程技术探索提高谷物中的赖氨酸的含量,例如1996年D.C.Bittel用cDNA克隆的方法修正了玉米中赖氨酸生物合成的DHPS酶,使其不受赖氨酸反馈的抑制,在实验室玉米细胞液中得到4倍于野生细胞液的赖氨酸,但据此断定商品赖氨酸将被淘汰还为时尚早。1960年日本的木下祝郎和中山清等人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。发酵法是当今世界生产赖氨酸的主要方法,年产量在20万吨以上。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。直到1986年年产1000吨饲料级赖氨酸的广西赖氨酸厂建成投产,拉开了我国工业化生产赖氨酸的序幕。用于工业上发酵生产赖氨酸的菌株主要是棒状杆菌和段杆菌等的变异株,棒状杆菌具有极高的经济价值。甘蔗糖蜜的主要成分是糖类,约含蔗糖24-36%,其他糖分约为12-14%。由于其含有丰富的糖分和其他可利用的化学物质,可以作为其他工业生产的原材料,因而在化工,轻功,食品,医药和建材等行业有广泛的应用。甘蔗糖蜜的产量可达到原料甘蔗的2.5-3%之间,生产原料丰富,并因为其价格低廉,因此,对甘蔗糖蜜的合理开发利用,具有重要的经济意义。

二选题依据

全球对赖氨酸的需求量逐年增加,提高赖氨酸的产量对于经济增长据具有重要意义。消费结构:主要用于饲料工业,约占90%左右;5%左右用作食品添加剂;其余5%用作医药中间体。随着世界饲料工业的发展,赖氨酸的消费量逐年增加。1989年消费量为11.52万吨,1993年达到17万吨,1997年又增加到32万吨。美国、日本、西欧三个地区1998年消费总量估计在16.75万吨以上。此外,亚洲其他国家及地区对L赖氨酸的需求也呈快速增加的态势.1999年全世界赖氨酸的总消耗量为47万吨。

1996年全国混配饲料年产量达5523万吨,即使按队1%的比例添加,也需赖氨酸5.5万吨;到2000年,国内混配饲料产量达到8000万吨,若按助60%的饲料添加赖氨酸计。,届时赖氨酸的需求量约为5.0万吨。为加强饲料添加剂的管理,农业部在20世纪90年代后期公布了《允许使用的饲料添加剂品种目录》,其中饲料级氨基酸类,首推L赖氨酸及其盐类。中国庞大和不断增长的饲养业将使赖氨酸的市场需求不断扩大。又发酵过程的控制是近几年的热门研究领域。双流加连续发酵工艺具有设备利用率高、发酵周期短、操作简单、利于自动化控制的特点,因而在糖蜜酒精发酵中得到普及。但在双流加连续发酵工艺中,各酒精厂高低浓糖液流加的比例各不相同,该比例会影响到发酵酒分和残糖等,因而有必要对不同的糖蜜流加比例及浓度进行探究,找出适合各厂实际情况的流加工艺参数。

三选题目的和意义

目的:通过利用重组后的大肠杆菌发酵甘蔗糖蜜从而产生赖氨酸,且由于甘蔗糖蜜的广泛存在,以及市场对赖氨酸的需求增加,本课题的研究具有很高的经济价值,通过不断改进发酵条件(包括调节发酵温度,pH值,以及溶氧等条件)是其达到产量的最大化和最高经济价值。

意义: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氨基酸很少,未来几年,中国食品工业平均年增长速度将在10%左右;同时人们对食品消费的需求越来越高,而作为人体必需的第一限制性氨基酸的赖氨酸,必将更多地应用于食品工业中,据专家预测,赖氨酸在食品工业中的消费量将呈大幅增长的趋势。医药工业中新用途的不断发现,再加上赖氨酸生产的各种药物的需求量也将越来越多,其消费量也将迅速增加。同时,赖氨酸对人体具有重要的作用,如:提高智力,促进生长,增强体质;增进食欲,改善营养不良状况;帮助产生抗体,激素和酶,提高免疫力,增加血色素;降低血中甘油三酯的水平,预防心脑血管疾病的产生。另外赖氨酸可用于配制复合氨基酸输液,它比水解蛋白液效果好,副作用小。赖氨酸可与各种维生素,葡萄糖制成营养补剂,口服后易被肠胃吸收。赖氨酸还可以改善某些药物的性能,提高药效。

主要参考文献

[1]RobertJohnD,MarjoriecCaserio.ModernOrganicChemistry[M].

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