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产ε聚赖氨酸菌株的筛选、鉴定及发酵

农业生态。E-mail：wzjshz@163.。

通信ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine，简称ε-

PL）是由25～35个L-赖氨酸单体通过α-COOH和ε-NH2脱

水缩合而成的氨基酸同型聚合物，相对分子质量通常为3

500～4500Du[1]。ε-PL具有广泛的抑菌谱，并且稳定性

强，安全高效，目前我国已经批准其作为食品防腐剂[2]，在

国外更是已被广泛应用。

近年来，我国研究人员对ε-PL产生菌的筛选[3]、发酵

[4]、产物鉴定[5]、提取[6]、应用[7]等进行了大量研究。传

统的筛选工作通过鉴定摇瓶发酵液中的产物来确定所筛菌株是

否能够产生ε-聚赖氨酸，筛选过程费时费力，且效率极低。

Nishikawa等采用一种含酸性染料polyR-478的培养基筛选

ε-PL产生菌，获得了大量ε-PL产生菌，包括链霉菌属

（Streptomyces）、北里胞菌属（Kitasatosporia）、香柱菌

属（Epichloe）等[8];该方法大大提高了筛选效率，且可获得

不同菌种的ε-PL产生菌，但因为所用染料试剂的停产，该方

法未得到普及[9]。目前，我国研究人员多用亚甲基蓝平板筛

选法分离筛选ε-PL产生菌，如黄莉等利用含K2Cr7O7和亚甲

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基蓝的平板筛选出一株Streptomycesgriseolus，其ε-PL

产量为0.808g/L[10]。张波用同样的方法从四川省成都市郊

区土壤中筛选获得一株ε-PL产量为1.893g/L的不吸水链霉

菌StreptomycesahygroscopicusSAC23[11]。

江南大学[12]、天津科技大学[13]、南京工业大学[14]等

单位在ε-PL菌种筛选与发酵优化方面做了大量的研究工作。

张超等筛到一株Streptomycessp.M-Z18，该菌的摇瓶ε-PL

产量为0.2g/L，其所在课题组以Streptomycessp.M-Z18

为出发菌株采用物理化学诱变、原生质体融合、基因组重排

（genomeshuffling）技术等一系列方法进行ε-PL高产菌株

选育，2022年以该菌株为出发菌株进行紫外诱变得到一株高

产ε-PL的菌株C-18，其摇瓶ε-PL产量为1.23g/L[15]。

任喜东等提出了一种酸性pH值冲击策略，先将pH值调至

5.0，对pH值冲击阶段进行预适应，再调节pH值至3.0，以

调控菌体代谢活力，最后调节pH值至4.0为ε-PL的积累提

供最适条件，在此条件下，5L发酵罐的发酵产量达54.70

g/L，不仅达到了商业生产要求，甚至高于日本工业生产用菌

Streptomycesalbulusstain410的报道产量（48.3g/L）

[16-17]。

本研究在筛选培养基中添加ε-PL和复合抗生素抑菌剂，

结合ε-PL与亚甲基蓝的静电作用形成透明圈的特性，筛选不

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同类型的ε-PL生产菌株，并在摇瓶及5L发酵罐中进行发

酵，对不同类型ε-PL生产菌株产ε-PL的性能进行考察。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1样品

2022年9月从上海市郊区采集土样，除去表层土，取距

表层5～10cm土壤100g，装入已灭菌的牛皮纸袋中，于室

温下自然风干3～10d，碾碎过筛后，在50℃下烘1h，取1

g土样加入