γ-聚谷氨酸高產(chǎn)菌株的選育.pdf

1、γ-聚谷氨酸是谷氨酸單體通過形成γ-酰胺鍵聚合而成,是微生物產(chǎn)生的一種均聚氨基酸聚合物。γ-聚谷氨酸具有水溶性、生物相容性、可食用性且對(duì)人和環(huán)境無毒等優(yōu)點(diǎn),使得γ-聚谷氨酸及其衍生物在醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)和化妝品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本課題從隨機(jī)誘變提高菌株產(chǎn)率、產(chǎn)物的分離純化和結(jié)構(gòu)表征以及分批發(fā)酵工藝的研究?jī)?yōu)化等方面進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下:
　　以Bacillus amyloliquefaciens L536菌株為出發(fā)菌株

2、,采用紫外線和硫酸二乙酯單獨(dú)或復(fù)合誘變處理,篩選獲得一株遺傳性狀穩(wěn)定的γ-PGA高產(chǎn)突變株DU-44,γ-聚谷氨酸的產(chǎn)量由20g/L提高到35g/L。
　　通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了突變株DU-44產(chǎn)γ-PGA的最優(yōu)C源和N源分別是:檸檬酸鈉(20g/L)和豆粕浸提液(80g/L)+(NH4)2SO4(4.6g/L)。鑒于限制γ-PGA發(fā)酵的一個(gè)很重要的因素是溶氧問題,對(duì)搖瓶裝液量和轉(zhuǎn)速對(duì)γ-PGA發(fā)酵產(chǎn)量的影響進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)確定了γ

3、-PGA搖瓶發(fā)酵的搖床轉(zhuǎn)速為200r/min,搖瓶裝液量30mL/250mL三角瓶。突變株DU-44在較優(yōu)的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件下,γ-PGA的產(chǎn)量達(dá)到45g/L,與優(yōu)化前35g/L相比提高了28.6％。
　　在前期研究基礎(chǔ)上,在5L發(fā)酵罐上考察了分批發(fā)酵過程中Bacillus amyloliquefaciens DU-44的生長(zhǎng)特性以及部分因素對(duì)γ-PGA產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明最適培養(yǎng)條件為:pH7.0,培養(yǎng)溫度37℃,攪拌轉(zhuǎn)速400

4、rpm,通氣量1.0vvm。在此培養(yǎng)條件下,γ-PGA的產(chǎn)量達(dá)到40g/L,與培養(yǎng)條件優(yōu)化前相比較,γ-PGA的產(chǎn)量提高了25％。
　　采用陰離子交換層析法,對(duì)γ-PGA進(jìn)行分離純化。通過陰離子樹脂的靜態(tài)吸附、動(dòng)態(tài)試驗(yàn),得出了上樣的最佳pH8.0,最佳上樣量27.3mg/g樹脂,洗脫液為0.7MNaCl溶液,洗脫流速1.0mL/min,洗脫溫度20℃。最終γ-PGA的純度由86.7％提高到96.2％。
　　通過紙層析、紫外掃