微胶囊固定化重组大肠杆菌萃取发酵生产L-苯丙氨酸的研究的开题报告.docx

微胶囊固定化重组大肠杆菌萃取发酵生产L-苯丙氨酸的研究的开题报告

一、研究背景与意义

L-苯丙氨酸是一种重要的氨基酸，在医药、食品等领域有广泛的应用。目前，从天然植物、动物中提取L-苯丙氨酸成本较高，不利于大规模生产。因此，研究通过微胶囊固定化重组大肠杆菌发酵生产L-苯丙氨酸，具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容

本研究主要内容包括以下几个方面：

1.重组大肠杆菌筛选及鉴定：通过mmsAA基因克隆、表达、纯化和酶学测定，筛选高效、稳定、活性良好的重组大肠杆菌株。

2.微胶囊固定化重组大肠杆菌优化培养基配方：通过单因素试验和正交试验，确定L-苯丙氨酸合成的最适培养条件，包括培养基成分、初始pH、发酵时间、发酵温度等。

3.微胶囊固定化重组大肠杆菌生产L-苯丙氨酸：通过多因素实验，系统地揭示微胶囊固定化重组大肠杆菌合成L-苯丙氨酸的生产工艺条件，包括胶囊载体选择、胶囊直径、胶囊密度、胶囊密封程度等。

4.微胶囊固定化重组大肠杆菌产L-苯丙氨酸可行性研究：包括放大试验及半工业化生产试验。

三、研究方法

1.大肠杆菌表达载体构建，以mmsAA基因为靶点进行克隆、表达和纯化。

2.单因素试验和正交试验：包括培养基成分、初始pH、发酵时间、发酵温度等因素的单因素试验和正交试验。

3.多因素实验：设计多因素考察微胶囊固定化重组大肠杆菌生产L-苯丙氨酸的工艺条件，通过响应面法建立模型，优化工艺参数，提高L-苯丙氨酸产量。

4.放大试验及半工业化生产试验。

四、研究预期成果

1.筛选出高效、稳定、活性良好的重组大肠杆菌株。

2.确定微胶囊固定化重组大肠杆菌生产L-苯丙氨酸的最佳培养条件，包括培养基成分、初始pH、发酵时间、发酵温度等。

3.确定最佳的微胶囊固定化重组大肠杆菌工艺条件，包括胶囊载体、胶囊直径、胶囊密度、胶囊密封程度等。

4.提高L-苯丙氨酸产量，提高微胶囊固定化重组大肠杆菌产L-苯丙氨酸的可行性。

五、研究参考文献

1.Casini,A.,Storch,M.,Baldwin,G.S.,Ellis,T.(2015).Bricksandblueprints:methodsandstandardsforDNAassembly.NatureReviewsMolecularCellBiology,16(9),568-576.

2.Lin,C.S.K.,Koutinas,A.A.(2013).Pseudo-cerealcropsassubstratesforbioprocessing.Currentopinioninbiotechnology,24(2),329-334.

3.Ma,W.,Liu,C.C.,Pavlovic,R.,Zhang,J.(2017).GenomeengineeringofSaccharomycescerevisiaeforproductionofL-phenylalanine.Microbialcellfactories,16(1),1-11.

4.Wu,G.,Yan,Q.,Du,G.,Zhou,J.,Chen,J.(2012).EffectsoffermentationconditionsonphenylalanineproductionbyageneticallystablemutantofEscherichiacoli.Appliedmicrobiologyandbiotechnology,93(6),2459-2467.

5.Zhu,C.,Li,M.,Li,Q.,Li,H.(2015).Novelapproachesofimprovingl-phenylalanineproductionbymicrobialfermentation.CriticalReviewsinBiotechnology,35(2),251-264.