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1. 研究目的与意义

克隆高耐盐碱旱植物菊芋（俗称洋姜）因其地下块茎的主要成分为菊粉，成为近年来燃料乙醇和乳酸产业规模化发展可供选择的理想原料之一。

据报道国内现已成功培育出可在沿海滩涂高产优质的菊芋品系，为国内菊芋转化生物质能源奠定了基石。

然而，当前国内外相关研究表明，可用于一步法发酵菊芋生产酒精或乳酸的优良菌种欠缺，阻碍了这一能源新途径的工业化进程。

2. 国内外研究现状分析

2012年3月，卫生部发布批准菊粉为新资源食品的公告，为菊粉产业的发展奠定了基础。8月1日，由中国食品添加剂和配料协会主办、天津科技大学与赛普特环保技术（厦门）有限公司协办的2009中国菊粉产业发展高峰论坛在天津科技大学举行，与会代表就菊粉产业原料种植、加工技术、国内外市场状况进行了充分交流，共商菊粉产业大计。

天津科技大学食品工程与生物技术学院副院长张泽生教授归纳出菊粉的几大生理功能：降血脂，改善肠道环境，促进益生菌增殖，防治便秘，预防结肠癌，促进矿物质吸收，预防肥胖症，不引起血糖波动，可作为糖尿病人食用等六大项。

张泽生说，菊粉的理化性质就是因为菊粉的化学组成的特异性，使得它具有特殊性。菊粉是由d-呋喃果糖分子以β-(2,1)糖苷键连接生成，在这个链上大部分是果糖，而在它的一端的末端有一个葡糖，这就给菊粉带来了特殊的性质。相比于高果葡糖浆来说，果糖含量做到55%以上就很困难了，因为它要经过淀粉加工转变成葡萄糖，再异构化形成果葡糖，而菊粉因为其特殊的化学组成，只需要水解这一步就可以达到果糖含量70%以上的高果葡糖浆。另外，人体本身没有消化菊粉的酶，所以不被人体吸收，但它可以被益生菌利用，所以又是益生元，也是说，这种化学结构决定了它将来市场的发展前景。

3. 研究的基本内容与计划

培养基：

（1）初筛培养基：菊粉20.0 g/l，七水硫酸镁0.5 g/l，nano₃ 1.5 g/l，nh₄h₂po₄ 2.0 g/l，kcl 0.5 g/l，七水硫酸亚铁0.1 g/l，k₂hpo₄ 1.0 g/l，琼脂20.0 g/l，碳酸钙10.0 g/l。初始ph值为6.5。

（2）mrs培养基，将其中的葡萄糖换成菊粉。

4. 研究创新点

近年来,国内外对乳酸的需求日趋增加,而我国乳酸的生产技术比较落后。菊芋作为一种生长能力强、抗盐碱、耐沙漠的作物,其在我国中西部地区的种植面积正以基地的形式逐年加大。菊芋深加工的研究引起了国内外学者的广泛关注,然而开展菊芋发酵生产乳酸的研究尚未见报道。

菊粉酶的用途多种多样，利用菊粉酶可以生产高果糖浆、低聚果糖、酒精等产品。但是，就目前国内情况而言，利用酵母菌发酵菊粉生成菊粉酶来产乳酸的技术还不是很普遍，阻碍了这一能源新途径的工业化进程。本研究的主要内容是对能够直接代谢菊粉产乳酸的菌株进行筛选，一旦成功，可以很好地解决上述问题。