一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，其步骤为：将固态发酵培养基灭菌后接种地衣芽抱杆菌静置固态发酵，生产γ—聚谷氨酸；固态发酵培养基包括固体发酵基料和营养补充剂，固体发酵基料包括豆粕和天然多孔载体。本发明专利技术利用豆粕和天然矿物做作为固态发酵基料，混入一定比例的营养液，接种地衣芽抱杆菌，通过固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，促进了豆粕的综合开发、高值化利用并降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法
本专利技术属于生物发酵
，涉及一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法。
技术介绍
γ—聚谷氨酸，分子量在10—1000kDa，在众多领域里都有应用，在食品方面可用于抗冻剂、增稠剂、除涩剂等，在化妆品业中可用于保湿面膜等，在医药行业中，可用作为药物载体、粘合剂等，在农业中，对土壤植物有较好的保水性，也可作为肥料增效剂等，在工业上可用于高分子生物絮凝剂、重金属吸附剂等，由此可以看出，γ—聚谷氨酸在许多领域都具有良好的应用前景。目前研究的γ—聚谷氨酸的生产方法多为液体发酵，尚未发现采用载体吸附的方式以豆粕为基质固态发酵生产γ—聚谷氨酸方法。液体发酵法成本高，发酵过程受溶解氧和底物浓度的限制，传氧传质效率低，因此固态发酵法具有很高的应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法。本专利技术利用豆粕、天然矿物做作为固态发酵基料，混入一定比例的营养液，接种地衣芽抱杆菌，通过固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，促进了豆粕的综合开发、高值化利用并降低了生产成本。为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，将固态发酵培养基灭菌后接种地衣芽抱杆菌静置固态发酵，生产γ—聚谷氨酸；所述固态发酵培养基包括固体发酵基料和营养补充剂，所述固体发酵基料包括豆粕和天然多孔载体。优选的，所述天然多孔载体为孔径为3-6mm的天然珍珠岩或蛭石。优选的，所述营养补充剂为葡萄糖、谷氨酸钠、K2SO4、(NH4)2SO4、无水CaCl2、FeSO4、MgSO4和水所组成，它们的重量千分浓度依次分别为，60-100‰、40-80‰、10-20‰、5-10‰、0.5-1‰、0-0.1‰、0-0.5‰其余为水，pH值为7.0—7.2。优选的，所述固体发酵基料中，天然多孔载体和豆粕的质量比为1-3：7-9，所述固体发酵基料和营养补充剂的质量比为1:1.0—1.5。优选的，所述固态发酵培养基的制备步骤为：将将蛭石过筛，豆粕粉碎后过筛后混匀作为固体发酵基料；将营养补充剂加入固体发酵基料中混合均匀，得到固体发酵培养基。优选的，所述固态发酵培养基的灭菌方法为固体发酵培养基，装入聚乙烯塑料袋中，扎紧袋口，于105℃蒸煮20分钟，灭菌。优选的，所述地衣芽抱杆菌的接种量为5%—10%，待固态发酵培养基的灭菌后，冷却至50℃时接种。优选的，所述的静置固态发酵为:待固态发酵培养基的灭菌后，冷却至50℃时按5—10%(V/W)接种地衣芽抱杆菌于固态发酵培养基中，充分搅拌，使菌种均匀分布于培养基表面，接种后的培养箱保持35—37℃的恒温，培养箱内湿度严格保持在50%以上，发酵3-6天。优选的，静置固态发酵完成后，提取γ—聚谷氨酸的步骤为:加入固体发酵物5—10倍体积的水搅拌1—2小时，提取地衣芽抱杆菌分泌在发酵培养基中的γ—聚谷氨酸，经过100—200目筛网过滤后，收集滤液，滤液旋蒸浓缩至浓度20—60g/L，再加入1—4倍体积的乙醇，静置6—48小时，离心收集沉淀，然后用1—4倍体积的乙醇洗涤，真空冷冻干燥，得到精制γ—聚谷氨酸。原理：1、固体吸附发酵法采用优良吸附载体进行发酵，相比于传统的固态发酵方法可以更明确的控制反应物中各组分之间的比例，更好的获得更高的产量，本专利技术采用的珍珠岩蛭石均为天然矿物本身具有同类矿物质不具备的吸水性能，将其与豆粕和成分不同的营养液组合可以更好地提高溶解氧含量，提高传热传质效率，操作简单，成本很低。本方法生产的γ—聚谷氨酸分子量在1000-5000kDa之间，可以应用于农业领域，例如肥料增效，土壤保水保湿，平衡土壤酸碱度。有益效果1.本专利技术以豆粕为发酵基料，搭载天然载体，加入—定比例的营养液，固态发酵γ—聚谷氨酸，提供了—种高效大量生产γ—聚谷氨酸的方法，同时促进了豆粕的综合开发、高值化利用并降低了生产成本。2.搭载了天然载体，相比于利用化学合成的载体，在后续加工应用于农业领域中，具有天然无污染的效果，可直接应用于农田生产，对土壤有着保湿增效的效果。附图说明图1为本专利技术利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法的工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，如图1所示，其步骤为：地衣芽孢杆菌的活化和培养。一级斜面采用LB斜面，于37℃培养24h，接种到种子培养基中，37℃摇瓶培养12—18小时至生长对数期作为固体发酵菌种备用将800g豆粕和200g珍珠岩作为固体发酵基料；另将葡萄糖90g、谷氨酸钠80g、K2SO415g、(NH4)2SO410g、无水CaCl20.5gFeSO40.1g、MgSO40.5g，用HCl或NaOH水溶液调pH值为7.0；将珍珠岩过筛，珍珠岩多孔载体的孔径为3-6mm；豆粕粉碎后过筛后混匀作为固体发酵基料；将上述固体发酵基料混入营养补充剂，两者按照1:1的重量比例混合均匀成固体发酵培养基，装入聚乙烯塑料袋中，扎紧袋口，于105℃蒸煮20分钟，冷却至50℃，按照10%的比例接种在上述的固体发酵培养基中，搅拌均匀后，按3cm的厚度铺于托盘内，用纱布封盖，于37℃，固体发酵3天，环境湿度在50%以上，每天翻拌，使培养物混合均匀发酵4天后，培养基中出现可拉丝黏物质，取出10g物质，用10倍重量的蒸馏水溶于摇瓶中，150转，1h，200目筛网过滤，收集滤液"滤液旋蒸至γ—聚谷氨酸浓度在40—60g/L时，停止旋蒸，向浓缩液中加入4倍体积的乙醇，充分搅拌，静置6—48小时离心收集沉淀，，4800转/分钟离心10分钟，得到的沉淀为γ—聚谷氨酸的粗制品。将得到的γ—聚谷氨酸的粗制品用1-2倍体积的乙醇洗涤沉淀，抽滤回收，液氮处理研磨，冷冻干燥，得到γ—聚谷氨酸精制品，每公斤原料干物质的γ—聚谷氨酸得率为186g。实施例2一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，其步骤为：地衣芽孢杆菌的活化和培养同实施例一。将800g豆粕和200g蛭石作为固体发酵基料；另将葡萄糖135g、谷氨酸钠120g、K2SO422.5g、(NH4)2SO415g、无水CaCl20.75gFeSO40.15g、MgSO40.75g，配制成为1500mL营养补充剂，用HCl或NaOH水溶液调pH值为7.0；将蛭石过筛，蛭石多孔载体的孔径为3-5mm；豆粕粉碎后过筛后混匀作为固体发酵基料；将上述固体发酵基料混入营养补充剂，两者按照1：1.5的重量比例混合均匀成固体发酵培养基，装入聚乙烯塑料袋中，扎紧袋口，于105℃蒸煮20分钟，冷却至50℃，按照7.5%的比例接种在上述的固体发酵培养基中，搅拌均匀后，按3cm的厚度铺于托盘内，用纱布封盖，于37℃，固体发酵6天，环境湿度在50%以上，每天翻拌，使培养物混合均匀。发酵6天后，培养基中出现可拉丝黏物质，取出10g物质，用10倍重量的蒸馏水溶于摇瓶中，150转，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，其特征是：将固态发酵培养基灭菌后接种地衣芽抱杆菌静置固态发酵，生产γ—聚谷氨酸；所述固态发酵培养基包括固体发酵基料和营养补充剂，所述固体发酵基料包括豆粕和天然多孔载体。

【技术特征摘要】
1.一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，其特征是：将固态发酵培养基灭菌后接种地衣芽抱杆菌静置固态发酵，生产γ—聚谷氨酸；所述固态发酵培养基包括固体发酵基料和营养补充剂，所述固体发酵基料包括豆粕和天然多孔载体。2.根据权利要求1所述的一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述天然多孔载体为孔径为3-6mm的天然珍珠岩或蛭石。3.根据权利要求1所述的一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述营养补充剂为葡萄糖、谷氨酸钠、K2SO4、(NH4)2SO4、无水CaCl2、FeSO4、MgSO4和水所组成，它们的重量千分浓度依次分别为，60-100‰、40-80‰、10-20‰、5-10‰、0.5-1‰、0-0.1‰、0-0.5‰其余为水，pH值为7.0—7.2。4.根据权利要求1所述的一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述固体发酵基料中，天然多孔载体和豆粕的质量比为1-3：7-9，所述固体发酵基料和营养补充剂的质量比为1:1.0—1.5。5.根据权利要求4所述的一种利用地衣芽抱杆菌固态发酵生产γ—聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述固态发酵培养基的制备步骤为：将将蛭石过筛，豆粕粉碎后过筛后混匀作为固体发酵基料；将营养补充剂加入固体发酵基料中混合均匀，...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔长晟，范袆立，叶铠，李洪，于世云，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12