微生物發(fā)酵法生產(chǎn)γ-聚谷氨酸的研究.pdf

1、γ-聚谷氨酸是一種由L-谷氨酸、D.谷氨酸通過(guò)γ一酰胺鍵結(jié)合形成的聚氨基酸化合物。它溶于水，可食用，可降解，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)毒性，是一種很有潛力的陰離子聚合物。作為一種生物高分子材料，γ-PGA具有增稠、凝膠、成膜、保濕、緩釋、助溶、粘結(jié)、防凍等功能，因此γ-PGA在醫(yī)藥、食品、化妝品、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用前景。它可以由化學(xué)合成法、提取法、酶轉(zhuǎn)化法、微生物發(fā)酵法進(jìn)行生產(chǎn)。其中微生物發(fā)酵法由于過(guò)程簡(jiǎn)單、周期短、產(chǎn)量高、分子量分布適

2、合，成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。但在生產(chǎn)中也存在較多問(wèn)題，其中發(fā)酵液黏度過(guò)大導(dǎo)致傳質(zhì)速率和溶氧效果較差，限制了γ-聚谷氨酸發(fā)酵水平的提高。
　　 本研究從豆制品中篩選得到一株γ-聚谷氨酸生產(chǎn)菌株18-3，對(duì)其進(jìn)行了微生物類別鑒定和發(fā)酵條件的優(yōu)化。結(jié)果表明該菌是枯草芽孢桿菌，優(yōu)化后的培養(yǎng)條件為：蔗糖60 g/L，酵母粉20g/L，谷氨酸80 g/L，K2HP04-3H202 g/L，MgS040.2g/L，pH7.5，在250 mL三角

3、燒瓶裝液30mL，接種體積分?jǐn)?shù)為5％，發(fā)酵周期為36h，p聚谷氨酸的發(fā)酵水平為31g/L。發(fā)酵后期發(fā)酵液黏度較大，限制了傳質(zhì)速率特別是溶氧效果，成為進(jìn)一步提高γ-聚谷氨酸產(chǎn)量的瓶頸。
　　 透明顫菌血紅蛋白是一種由原核生物合成的可溶性血紅蛋白，有提高細(xì)胞氧傳遞速率的作用。在菌株基因組中引入了透明顫菌血紅蛋白基因，得到重組菌株Bacillus subtilis S18-3，VHb在該菌株中成功表達(dá)。對(duì)重組菌的發(fā)酵條件進(jìn)行了優(yōu)化，通

4、過(guò)響應(yīng)面分析法，得到優(yōu)化后的培養(yǎng)基，其組成為：谷氨酸76.92 g/L，酵母粉27.20 g/L，MgS040.26 g/L，蔗糖50 g/L，K2HP04.3H202 g/L，接種量5％，pH7，在250mL三角燒瓶裝液50 mL，發(fā)酵72 h。γ聚谷氨酸最終產(chǎn)量為59.6 g/L。
　　 在搖瓶培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了10L發(fā)酵罐的分批發(fā)酵，裝液量為8L，通氣率為1.5 vvm，攪拌速度為400r/min，37℃發(fā)酵72 h，r