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本科毕业设计（论文）开题报告
毕业设计（论文）题目 题目类型 系 指导教师 姓 名 应用 生命科学与工程系 韩小龙 郑佳 年 级 纳豆芽孢杆菌生产γ-聚谷氨酸的发酵培养基的优化 题目来源 专 业 职 称 2007级 指导老师拟定 生物工程 讲师 学 号 2007225247 一、立题依据(国内外研究进展或选题背景、研究意义等) 开发对环境无害的“绿色”化工产品已经成为世界工业的一种新趋向，γ-聚谷氨酸（γ-PGA）作为一种新型的“绿色”高分子聚合物材料，具有很好的吸水性、成膜性、成纤维性、阻氧性、可塑性、粘结性和可生物降解等理化和生物学特性,因而具有保湿、成膜、乳化、增稠、凝胶、缓释、助溶、粘结、防冻等功能。在医药制造、吸水材料制造、食品工业、农业、环保等众多行业中具有极大的价值和广泛的应用前景。 对γ-聚谷氨酸的研究，主要集中在美国和日本，目前日本味之素株式会社已经进行γ-聚谷氨酸商业化生产。而我国是近几年才开始对γ-聚谷氨酸的研究开始重视的，很多高校已经开始对微生物发酵生产γ-聚谷氨酸进行研究，但多数研究仅限于实验室，离产业化生产有较大的差距。 γ-聚谷氨酸的生产方法，目前包括化学合成法、酶转换法、提取合成法和微生物发酵法。微生物发酵法比起其它几种方法，具有工艺简单、成本较低、培养条件温和、生长周期短、产量高、污染小等优点，所以研究微生物发酵法是目前国内外对γ-聚谷氨酸生产的研究热点。 γ-聚谷氨酸的生产菌种主要是芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和炭疽芽孢杆菌。国内对枯草芽孢杆菌发酵γ-聚谷氨酸的研究比较多，纳豆芽孢杆菌是枯草芽孢杆菌的一个亚种，可以从发酵食品纳豆中分离出来用来发酵生产γ-聚谷氨酸。用纳豆筛选纳豆芽孢杆菌比较方便、容易、快捷。目前国内关于纳豆芽孢杆菌发酵培养条件优化的研究还不是很多，本实验主要通过研究并优化纳豆芽孢杆菌生产γ-聚谷氨酸发酵培养基，为下一步进行培养条件优化及发酵罐发酵生产γ-聚谷氨酸提供有意义的参考。 二、研究的主要内容及预期目标 本实验课题是要对纳豆芽孢杆菌生产γ-聚谷氨酸的发酵培养基进行优化，纳豆芽孢杆菌是谷氨酸依赖型生产菌，所以培养基组成主要包括：碳源、氮源、无机盐、谷氨酸钠和水。本实验课题主要对碳源、氮源、谷氨酸钠这三个方面进行了优化。 纳豆芽孢杆菌发酵所能选用的碳源有很多种，要想找出最佳培养基原料就得用各种不同的碳源做单因子对比实验，发酵γ-聚谷氨酸产量最多的培养基所用的碳源即为最佳碳源。对氮源的优化同碳源相同，也是做单因子对比实验，检查发酵γ-聚谷氨酸产量情况，找出最佳氮源。对谷氨酸钠优化就是做单因子实验要找出发酵γ-聚谷氨酸产量最多时的浓度。 根据单因素实验结果，选取培养基中最佳碳源、氮源和谷氨酸钠这三个主要因素进行三水平正交实验来确定最佳培养基配方。为以后研究纳豆芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸发酵条件优化及发酵罐发酵生产γ-聚谷氨酸提供有意义的基础参数。在做单因子实验时需要注意同组实验都要在同一条件下完成，而且没有单项都要有至少3个重复，以保证实验结果的可靠性 三、研究方案（思路） 筛选分离纳豆芽孢杆菌 单因素分别指氮源（蛋白脉、牛肉膏、酵母粉）、碳源（葡萄糖、蔗糖、淀粉）、谷氨酸钠浓度 放入冰箱中保藏 改变发酵培养基中的单因素摇瓶培养发酵 将发酵液离心取上清液，加入乙醇沉淀γ-聚谷氨酸，过夜后离心取沉淀烘干既得。 活化菌种 斜面接种纳豆芽孢杆菌 γ-聚谷氨酸粗品的提取 称量并比较结果，选出最佳发酵配方，为正交实验提供基础依据 正交实验中的摇瓶培养发酵 根据单因素实验结γ-聚谷氨酸粗品的提取、称量 果，选取培养基中最佳碳源、氮源和谷氨酸钠这三个主要因素。 整理所有实验数据、撰写毕业论文 四、论文进度安排 3月3号-15号文献材料搜集，准备课题，拟定实验方案 3月16号-22号，菌种的分离与斜面培养 3月23号-4月10号，单因素实验 4月11号-21号，正交实验 4月22号-4月30号，数据整理与毕业论文的撰写 5月1号-10号，上交论文、修改论文 五、主要参考文献 [1] Shih, I L, Van Y T. The Production of Poly (γ-Glutamic Acid) from Microorganism and Its Various Applications [J]. Bioresource Technology, 2001, 79:207-225. [2] 施庆珊,许虹,林小平,等.γ- 多聚谷氨酸的微生物合成[J],生物技术,2004，14(1):65-67. [3] 王文芹,孔玉涵.γ-聚谷氨酸生产技术及应用[J],发酵科技通讯,2006,35(04):16-17. [4] 李晶博,李丁,邓毛程,等.γ-聚谷氨酸的特性、生产及应用[J],化工进展,2008,27(11):17-1799. [5] 袁桂云.γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展[J],广州化工,2010,38(5):78-79. [6] 陈国广,陈茂伟,韦萍,等.聚谷氨酸及其衍生物在新型药物传输系统中的应用[J],南京工业大学学报,2003,25(2):75-77. [7] 芝.微生物发酵法生产γ-聚谷氨酸的研究[D],山东:山东大学,2010,5. [8] 沙长青,李伟群,赵晓宇,等.纳豆芽孢杆菌固体发酵生产γ-PGA[J],中国生物工程杂志,2004,24(10):70-73. [9] 黄金,陈宁.γ-聚谷氨酸的性质与生产方法[J],氨基酸和生物资源,2004,26(4):44-48. [10] 陈咏竹,孙启玲.γ-多聚谷氨酸的性质、发酵生产及其应用[J],微生物学通报,2004,31(01):122-126. [11] 明飞平,赵培静,廖春芳,等.纳豆芽孢杆菌液体发酵条件的优化研究[J],现代食品科技,2009,25(06):625-628. [12] 王旭冰,娄永江.纳豆芽孢杆菌的开发与利用[J],中国调味品,2010,35(4):28-31. [13] 张艳丽.γ-聚谷氨酸的产生菌分离鉴定及其生物合成条件的研究[D],青岛:青岛大学,2009,5. [14] 刘常金,郑焕兰,姜川,等.纳豆芽孢杆菌液体发酵生产γ-聚谷氨酸[J],现代食品科技,2009,25(08):935-938. 六、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 七、系审核意见 负责人签名（公章）： 年 月 日 注：1. 题目类型：理论、实验、应用、综合； 2. 题目来源：指导教师拟定、自选、其它； 3. 此表可打印。