大肠杆菌合成D-塔格糖工程菌构建与发酵条件优化开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.研究方向l-阿拉伯糖异构酶是一种可将d-半乳糖转化为d-塔格糖的细胞胞内酶，使用 l-阿拉伯糖异构酶制备d-塔格糖是20世纪90年代刚刚兴起的生物转化方法，是未来工业化生产d-塔格糖新的发展趋势。

本文使用 l-阿拉伯糖为碳源培育食品级菌种乳酸菌wp11，利用微生物发酵技术细胞转化d-半乳糖制备d-塔格糖，其本质是利用细胞胞内的l-阿拉伯糖异构酶将d-半乳糖转化为d-塔格糖。

因此，d-塔格糖的制备效率一定程度上也决定于细胞酶的活性，所以d-塔格糖转化条件的优化对d-塔格糖的制备有着至关重要的作用。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

解决的问题：1、通过实验确定出三种 d-塔格糖和 d-半乳糖的检测方法，先定性后定量，利用薄层层析法可以定性检测反应液中 d-塔格糖和 d-半乳糖；高效液相色谱法和间苯二酚分光光度法均可定量检测 d-塔格糖，大量的实验数据采集我们使用间苯二酚分光光度法，而当对实验数据要求较高时可选择高效液相色谱法检测 d-塔格糖；2、通过对 d-塔格糖生产菌初始液体培养基的优化，确定出实验室最佳培养基配方，根据菌种生长量和 d-塔格糖产率两组实验数据的参考，最终确定出最佳培养基为：l-阿拉伯0.5%，酵母粉 1%，蛋白胨 1%，乙酸钠 1%，磷酸二氢钾 0.02% ，硫酸镁 0.005% ，硫胺素 200g/l ，生物素 200g/l ，氯化钙 0.02%，硫酸锌 0.002%，硫酸锰 0.008%，ph 6.5-7.0 3、发酵使用大瓶量为 600ml/3l 瓶装，初步确定出反应液体系中反应温度为37℃，反应液体积为 10ml，反应时间 32~34h，反应液 d-半乳糖浓度为 1%；4、积极探索了提高 d-塔格糖生产的方案，为 d-塔格糖的工业化生产提供节约原料成本和提高产物生产产量的研究方法： 500 ml 和 3 l 瓶装摇瓶实验对照根据最佳培养基配方，锥形瓶分装量分别分装为小瓶 100 ml/500 ml 和大瓶600ml/3 l，进行两组对照实验。

30℃培养 24 h 后，分别测量菌液 od600 值，记录数据。

菌液经过离心得到的菌体，小瓶 100 ml/500 ml 发酵的菌体加入 1%的 d-半乳糖反应液 5 ml，大瓶 600ml/3 l 发酵的菌体加入 1%的 d-半乳糖反应液 30 ml。