一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法技术

本发明专利技术是有关于一种固体发酵生产γ‑聚谷氨酸的方法，包括以下步骤：A、菌种复壮，B、菌种扩培，C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养。D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，进行固体聚谷氨酸培养。F、烘干：在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下。G、粉碎：H、包装入库。本发明专利技术中采用固体培养基对γ‑PGA培养发酵，与液体培养法相比，其生产成本低、能源消耗少、排放的废水少，而且便于存储运输，生产效率高。

A method of producing gamma glutamic acid by solid fermentation

The invention has a method of producing gamma glutamic acid by solid fermentation, including the following steps: A, rejuvenation of bacteria, B, strain expansion, C, culture of liquid bacteria: inoculating the cultured triangulate strains into liquid fermentor and cultivating liquid bacteria. D, solid culture: inoculating liquid bacteria on solid medium, placed into the sterile culture room for 24 hours, E, solid polyglutamic acid culture: solid strain was inoculated into solid fermentation medium according to 1.5% inoculation amount, and the solid polyglutamic acid was cultured. F, drying: low temperature below 60 degrees Celsius, moisture baked to less than 12%. G, smash: H, package into the warehouse. In the invention, the solid medium is used to ferment the gamma PGA culture. Compared with the liquid culture method, the production cost is low, the energy consumption is less, the waste water is less, and the storage and transportation is convenient, and the production efficiency is high.

【技术实现步骤摘要】
一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法
本专利技术涉及生物发酵领域，特别是涉及一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法。
技术介绍
γ-聚谷氨酸(γ-PGA)，又称纳豆胶、多聚谷氨酸，是由微生物聚合而成的一类均聚氨基酸，分子量一般在100KDa到10000KDa之间。γ-PGA的分子链上有大量的活性较高的游离侧链羧基，可在分子内部或分子之间形成氢键，具有极佳的生物可降解性、保水性和缓释性，在自然环境下缓慢降解为小分子氨基酸，不会带来二次污染，是一种极佳的肥料增效剂、土壤保水剂、重金属吸附剂、絮凝剂和缓释剂、分散剂、螯合剂。目前，国内外对γ-PGA的发酵生产工艺进行了广泛的研究，主要以微生物液体深层发酵生产为主，但仍然存在很多不足与难以解决的问题：1、随着液体深层发酵的进行，发酵液粘度逐渐增大，限制了氧气的供应和物质转化的传递；生产出的γ-聚谷氨酸含量不稳定。影响γ-聚谷氨酸推广的难度。2、发酵过程中会产生大量泡沫，加剧了液体深层发酵控制难度和染菌的几率；很容易产生污染，既浪费了财力又浪费了人力，无形中增加了产品的成本。3、原料成本及加工成本其昂贵，极大增加了γ-PGA的生产投入成本；4、液体γ-聚谷氨酸成品储存困难，添加防腐剂又对其功效有影响。固体发酵是指在微生物以固态培养基为载体，在少量游离水的存在下条件下进行的生物生长发酵过程；与液体深层发酵相比，固体发酵展现出了巨大的优势，包括生产成本低、能源消耗少和储存方便、设备要求简单等等，并且排放的废水少。因此，一种成本低、效率高的固体发酵生产γ-PGA的方法亟待研究开发，这也将给γ-PGA的发酵工业带来全新的发展前景和应用平台！
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，使其生产方法简单、产量高、成本低，经济实用。为解决上述问题，本专利技术提供一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，包括以下步骤：A、菌种复壮：将解淀粉枯草芽孢杆菌用涂布法或平行划线法在平板上接种，培养24小时，挑选优质菌落再进行培养，如此反复进行复壮。B、菌种扩培：将复壮好的菌种接种到三角瓶液体培养基里，控制温度和湿度，培养12-16小时，在高倍液相显微镜下镜检，有无染杂菌，没有感染的准备转接。C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养。D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，当固体物料开始粘稠时，则证明固体菌种已培养好。E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，进行固体聚谷氨酸培养。F、烘干：在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下。G、粉碎：将烘干好的聚谷氨酸按客户需求进行粉碎加工。H、包装入库。进一步的，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸400～900g/kg，红薯渣100～400g/kg，木薯渣100～600g/kg。进一步的，所述的步骤D中，培养基水分的质量分数为50-75％，PH值为7.0-8.0；培养温度32-42℃，培养周期24-48小时，固体菌剂中含活菌数为40-150亿/克。进一步的，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸500g/kg，木薯渣400g/kg，红薯渣100g/kg，轻质碳酸钙5～30g/kg，培养温度为42℃，固体菌剂中含活菌数为100亿/克以上。进一步的，所述的步骤E中，固体发酵培养基由固体基质和外源添加物组成，所述的固体基质包括木薯渣、大豆粉及谷氨酸钠，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣100～400g/kg、红薯渣100～400g/kg、大豆粉100～250g/kg、玉米浆粉15～50g/kg、谷氨酸钠10～30g/kg、硫酸铵0.5～3.5g/kg和轻质碳酸钙5～30g/kg进一步的，所述的步骤E中，培养基水分的质量分数为50-75％，PH值调至7.0-8.0采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术中采用固体培养基对γ-PGA培养发酵，与液体培养法相比，其生产成本低、能源消耗少、排放的废水少，而且便于存储运输，生产效率高。木薯渣为提纯酒精后的产物，采用木薯渣和大豆粉作为固体发酵培养基的固体基质的基础物料，木薯渣内含有的淀粉和丰富的蛋白质，可以与大豆粉中的有机蛋白形成很好的互补、互助，得到更加适合聚谷氨酸发酵生长的营养基质，非常适合聚谷氨酸的生长，所生产获得的聚谷氨酸产量要高一些，更加实用，提高了生产效率。具体实施方式本专利技术提供一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，包括以下步骤：A、菌种复壮：将解淀粉枯草芽孢杆菌用涂布法或平行划线法在平板上接种，培养24小时，挑选优质菌落再进行培养，如此反复进行复壮。B、菌种扩培：将复壮好的菌种接种到三角瓶液体培养基里，控制温度和湿度，培养12-16小时，在高倍液相显微镜下镜检，有无染杂菌，没有感染的准备转接。C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养。D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸400～900g/kg，红薯渣100～400g/kg，木薯渣100～600g/kg；培养基水分的质量分数为50-75％，PH值为7.0-8.0；培养温度32-42℃，培养周期24-48小时，固体菌剂中含活菌数为40-150亿/克；当固体物料开始粘稠时，则证明固体菌种已培养好。E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，控温、控湿、掌握好通风进行固体聚谷氨酸培养。固体发酵培养基由固体基质和外源添加物组成，所述的固体基质包括木薯渣、大豆粉及谷氨酸钠，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣100～400g/kg、红薯渣100～400g/kg、大豆粉100～250g/kg、玉米浆粉15～50g/kg、谷氨酸钠10～30g/kg、硫酸铵0.5～3.5g/kg和轻质碳酸钙5～30g/kg培养条件：培养基水分的质量分数为50-75％，PH值为7.0-8.0。F、烘干：为确保聚谷氨酸里面的活菌存活，在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下，活菌为孢子状态为佳。G、粉碎：将烘干好的聚谷氨酸按客户需求进行粉碎加工。H、包装入库。实施例2本实施例中，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸500g/kg，木薯渣400g/kg，红薯渣100g/kg，轻质碳酸钙5～30g/kg，培养温度为42℃，固体菌剂中含活菌数为100亿/克以上。实施例3本实施例中，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸400g/kg，木薯渣500g/kg，红薯渣200g/kg，轻质碳酸钙10～20g/kg，培养温度为42℃，固体菌剂中含活菌数为100亿/克以上。实施例4本实施例中，所述的步骤E中，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣400g/kg、红薯渣100/kg、大豆粉150g/kg、玉米浆粉20g/kg、谷氨酸钠15g/kg、硫酸铵1.0g/kg和轻质碳酸钙10g/kg。实施例5本实施例中，所述的步骤E中，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣300g/kg、红薯渣200/kg、大豆粉200g/kg、玉米浆粉30g/kg、谷氨酸钠15g/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体发酵生产γ‑聚谷氨酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、菌种复壮：将解淀粉枯草芽孢杆菌用涂布法或平行划线法在平板上接种，培养24小时，挑选优质菌落再进行培养，如此反复进行复壮；B、菌种扩培：将复壮好的菌种接种到三角瓶液体培养基里，控制温度和湿度，培养12‑16小时，在高倍液相显微镜下镜检，有无染杂菌，没有感染的准备转接；C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养；D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，当固体物料开始粘稠时，则证明固体菌种已培养好；E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，进行固体聚谷氨酸培养；F、烘干：在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下；G、粉碎：将烘干好的聚谷氨酸按客户需求进行粉碎加工；H、包装入库。

【技术特征摘要】
1.一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、菌种复壮：将解淀粉枯草芽孢杆菌用涂布法或平行划线法在平板上接种，培养24小时，挑选优质菌落再进行培养，如此反复进行复壮；B、菌种扩培：将复壮好的菌种接种到三角瓶液体培养基里，控制温度和湿度，培养12-16小时，在高倍液相显微镜下镜检，有无染杂菌，没有感染的准备转接；C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养；D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，当固体物料开始粘稠时，则证明固体菌种已培养好；E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，进行固体聚谷氨酸培养；F、烘干：在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下；G、粉碎：将烘干好的聚谷氨酸按客户需求进行粉碎加工；H、包装入库。2.根据权利要求1所述的固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸400～900g/kg，红薯渣100～400g/kg，木薯渣100～600g/kg。3.根据权利要求1所述的固体发酵生产γ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道生，王英姿，刘保友，汪少丽，张杰，慕作庆，史大臣，
申请(专利权)人：烟台市佳益有机肥料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37