天然低共熔溶剂对微生物的保护作用开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

天然低共熔溶剂（nades）是低共熔溶剂的一种，被认为是一种新型的符合可持续发展的溶剂。天然低共熔溶剂是由天然的、可降解的、廉价的化合物通过氢键结合形成的，原则上可以通过氢键供体和氢键受体的结合形成[1]。天然低共熔溶剂可以通过各种不同的化合物形成，如氯化胆碱、尿素、有机酸、多元醇和糖类[2]。这些合成低共熔液体的化合物有些甚至可以直接服用，因此对食品和医药工业具有很重要的应用。

低共熔液体既保留了离子液体的优点，而且比离子液体更环保，低共熔溶剂制备时只涉及加热步骤也不需要进一步的纯化。因此，通常天然低共熔溶剂比离子液体更加安全、无毒副作用。天然低共熔溶剂在各个科技领域都引起了很大的重视。其中最具影响力的应用就是加工萃取领域，因为在医药和生化工业中十分需要能够绿色有效的萃取天然产物的溶剂[3]。电化学、材料制备和合成三个应用领域就占总出版物的几乎四分之三。剩下的应用领域分布在催化（2.9%）和生物应用(11.4%)方面，包括生物催化、酶反应、生物材料或其它生物转化和分离过程[4]。然而，天然低共熔溶剂对微生物的保藏作用的研究却很少。

目前，国内菌种保藏材料上仍多采用明胶片、滤纸片、乳类、糖类、液体中药等；保藏技术和方法上仍以低温或超低温冷冻冷藏等为主[5]。乳酸菌是一类重要的微生物，在食品工业上常常用作发酵剂及益生菌制品。乳酸菌的实验室保藏经常用到的有甘油保藏和脱脂乳的冷冻干燥保藏[6]。冷冻干燥保藏是制备高效发酵剂常用的技术手段之一，但是冻干过程不可避免地会造成部分乳酸菌损伤，甚至死亡。多年以来，如何提高乳酸菌冷冻干燥后的活力，一直是乳酸菌冷冻干燥研究的重点。

参考文献

2. 研究的基本内容和问题

项目研究的目标：利用天然低共熔溶剂开发一种新型的乳酸菌保藏策略。

项目研究的内容包括：天然低共熔溶剂的制备，保藏条件优化，菌种筛选，保藏机理研究。

拟解决的关键问题：筛选出高效菌种保护剂天然低共熔溶剂及初步探讨造成菌种保藏过程生理损伤的机制。

3. 研究的方法与方案

1、制备不同的dess保护剂，筛选出适合进行菌种保藏的保护剂：不同的天然低共熔溶剂具有不同的物理和化学性质，其制备条件也有所差异。在制备过程中，有的化合物本身就具有毒性，而有的化合物是天然可食用的，因此，筛选不同的保护剂也是实验重要的步骤之一。

2、以乳酸菌为研究对象研究其在不同的天然低共熔溶剂中和在不同的保藏条件下的菌体存活率和活力：选取具有商业和科研价值的菌种进行研究。比较不同的天然低共熔溶剂对菌种的保护作用，研究保藏过程中的水分活度、空气湿度、冷冻温度和时间、以及复水条件对菌种存活率和活力的影响。筛选出最适合天然低共熔溶剂保藏的菌种以及菌种保藏的条件。

实验方案

4. 研究创新点

传统的菌种保护剂价格昂贵，将廉价的天然低共熔溶剂作为一种新型的保护剂应用到菌种保藏中，分析天然低共熔溶剂对菌种的保藏过程的生理损伤的保护机理，为菌种的保藏提供一种新的保藏策略。

5. 研究计划与进展

项目研究计划及预期进展

1、少量制备一系列天然低共熔溶剂液体，找到天然低共熔溶剂制备的适宜条件，筛选出能够进行菌种保藏的液体，进一步扩大制备出需要的天然低共熔溶剂。

2、对不同的常见乳酸菌进行扩大培养，收集菌体，用天然低共熔溶剂进行保藏，保藏后对存活率和活力进行测定。