一种提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法技术

本发明专利技术属于食品微生物、发酵技术领域，具体涉及一种提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法。它包括种子培养和扩大培养，所述种子培养由菌种平板培养、菌种斜面培养、摇瓶发酵组成和制作聚谷氨酸菌株甘油种组成，所述扩大培养由一级种子培养、二级种子培养和发酵培养的过程组成。本发明专利技术通过对野生型菌株进行发酵优化模型构建，尤其是紫外灯照射不能过长或过短，紫外灯的距离也不能过高或过低，再以“缩短发酵周期、提高发酵产率”为目标，本发明专利技术进一步优化发酵调控艺，结果“PGA－3”菌株的γ－聚谷氨酸发酵产率由最初的0.3％，提高到50L罐3g/100ml以上，生产成本同比大幅下降，成为具有产业化能力的菌株。有产业化能力的菌株。

【技术实现步骤摘要】
一种提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法


[0001]本专利技术属于食品微生物、发酵
，具体涉及一种提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法。

技术介绍

[0002]聚谷氨酸(聚
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γ
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谷氨酸，英文poly
‑
γ
‑
glutamic acid，简称PGA)是自然界中微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸，其结构为谷氨酸单元通过α
‑
氨基和γ
‑
羧基形成肽键的高分子聚合物。聚谷氨酸具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等，在化妆品、环境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等产业均有很大的商业价值和社会价值。
[0003]从聚谷氨酸的发现至今仅有几十年的历史，聚谷氨酸的研究主要还是处于实验室阶段。近几年来，由于人们环境意识的增强和国家可持续发展战略的要求，发展对环境友好材料和开发改善环境问题的产品成为一种产业上的趋势，它也推动了聚谷氨酸产业化研究和探索的进程。
[0004]自1937年Ivanovic等人发现炭疽芽孢杆菌的细胞荚膜中含有γ
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聚谷氨酸以来，众多学者相继开展了对γ
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聚谷氨酸的研究，期间也发现了不少具有产γ－聚谷氨酸的野生型菌株，但这些菌株存在γ－聚谷氨酸生产能力低，难以实现工业化生产的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术让低生产能力菌株逐步提高生产能力表达，进而实现野生型菌株成为工业生产菌的转型升级的方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：一种提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法，包括种子培养和扩大培养，所述种子培养由菌种平板培养、菌种斜面培养、摇瓶发酵组成和制作聚谷氨酸菌株甘油种组成，
[0007]所述菌种平板培养是所述菌种平板培养是指以产聚谷氨酸野生型菌株为出发株，先制备10
－2
～10
－8
稀释度菌液，涂布于平板基中，经紫外灯照射后再用遮光纸包好平板，温度为37
±
1℃的恒温培养箱培养24
±
2h，制得平板菌株；
[0008]所述斜面培养是指出发株在平板培养培养至24
±
2h，单株菌落直径达到0.8～1.5mm，用接种环挑选发粘且突起较高的单菌落于斜面培养基中，然后放恒温培养箱37
±
1℃培养24
±
2h，得到单菌株原始斜面种；
[0009]所述的摇瓶发酵是指从单菌株原始斜面种中接一环菌苔到摇瓶发酵培养基中，于往复式摇床、冲程75mm，转速110次/分钟，37℃
±
0.5℃培养至残糖含量≤0.5﹪放瓶；
[0010]所述制作聚谷氨酸甘油种是指重复摇瓶发酵培养，选取第一次摇瓶发酵和第二次摇瓶发酵后，聚谷氨酸含量均大于15g/l的单菌株，刮斜面种子到体积比为20％甘油液中，制成甘油种，于－72℃冰箱保藏。
[0011]进一步：在上述提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法中，所述摇瓶发酵培养基配方为：葡萄糖5～8％、谷氨酸4～8％、酵母抽提物0.5～1.5％、磷酸二氢钾0.1～0.3％、硫酸镁0.05～0.3％、硫酸铵0.1～0.5％、轻质碳酸钙4％。
[0012]所述分纯平板培养基和斜面培养基配方为：葡萄糖0.5～5％、酵母粉0.5～1.5％、蛋白胨0.5～1.5％、味精2～5％、尿素0.05～0.3％、磷酸氢二钾0.1～0.2％、硫酸镁0.05～0.5％、琼脂2.0％，pH7.0。
[0013]所述摇瓶发酵培养基配方为：葡萄糖5～8％、谷氨酸4～8％、酵母抽提物0.5～1.5％、磷酸二氢钾0.1～0.3％、硫酸镁0.05～0.3％、硫酸铵0.1～0.5％、轻质碳酸钙4％。
[0014]所述扩大培养由一级种子培养、二级种子培养和发酵培养的过程组成，所述一级种子培养是指将甘油种接种到一级种子培养基中，往复式摇床(冲程75mm)，转速100次/分钟，进行种子扩大培养，37℃
±
0.5℃，培养至对数生长期；所述一级种子液培养基配方为葡萄糖0.5～3％、酵母抽提物1～3％、味精2～5％、尿素0.05～0.3％、磷酸氢二钾0.1～0.2％、硫酸镁0.05～0.5％，pH7.0。
[0015]所述的往复式摇床的冲程75mm。
[0016]所述二级种子培养是将一级种子液按0.01～0.1％接种量接种到二级种子培养基的发酵罐，发酵罐的转速300rpm，37℃
±
0.5℃进行种子扩大培养，培养至对数生长期；
[0017]所述二级种子液培养基配方为葡萄糖0.5～3％、酵母抽提物1～3％、味精2～5％、尿素0.05～0.3％、磷酸氢二钾0.1～0.2％、硫酸镁0.05～0.5％，pH7.0。
[0018]所述的发酵培养是将二级种子液按5～10％接种量接种到发酵培养基，进行发酵培养，得到聚谷氨酸发酵液；
[0019]所述发酵基配方为：葡萄糖5～8％、谷氨酸4～8％、酵母抽提物0.5～1.5％、磷酸二氢钾0.1～0.2％、硫酸镁0.1～0.2％、硫酸铵0.1～0.5％。
[0020]所述发酵培养条件为：pH6.5～7.0，温度37～39℃，发酵溶氧控制≥30％，残糖3
±
1％时开始补糖维持残糖2～4％，粘度≥1000CP时补加营养液，残糖＜0.5％放罐。
[0021]所述营养液配方为：5～100PPM硫酸亚铁与5～100PPM硫酸锰混合溶液。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术是一种提高产聚谷氨酸野生型菌株工业生产能力的方法，通过对野生型菌株进行发酵优化模型构建，尤其是紫外灯照射不能过长或过短，紫外灯的距离也不能过高或过低，且开紫外灯必须在黑房内进行，本技术采用了两次紫外灯照射，且中间关灯1～2小时，目的加强扩大的力度，利于高产菌株的生产比例，再以“缩短发酵周期、提高发酵产率”为目标，对发酵培养基配比及工艺调控进行一系列优化，最终确立与工业生产相匹配的发酵优化模型，实现产聚谷氨酸野生型菌株由低发酵产率到高发酵产率转型的方法。在摇瓶试验所得的最优配方及培养条件基础上，结合5L、50L罐具有风量、pH值、溶氧、补料均可控的优点，进一步优化发酵调控艺，结果“PGA－3”菌株的γ－聚谷氨酸发酵产率由最初的0.3％，提高到50L罐3g/100ml以上，生产成本同比大幅下降，成为具有产业化能力的菌株。
具体实施方式
[0023]本下面将结合实施案例对本专利技术的内容作进一步的说明，实施案例中所提及的内容并非对本专利技术的限定，仅用于说明本专利技术，过程中各个原材料的选择可因地制宜而对结
果并无实质性影响。
[0024]实施例1
[0025]以产聚谷氨酸野生型菌株本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法，包括种子培养和扩大培养，所述种子培养由菌种平板培养、菌种斜面培养、摇瓶发酵和制作聚谷氨酸菌株甘油种组成；所述菌种平板培养是指以产聚谷氨酸野生型菌株为出发株，先制备10
－2
～10
－8
稀释度菌液，涂布于平板基中，经紫外灯照射后再用遮光纸包好平板，温度为37
±
1℃的恒温培养箱培养24
±
2h，制得平板菌株；所述斜面培养是指挑选菌落直径达到0.8～1.5mm的平板菌株，用接种环挑选于斜面培养基中划线，37
±
1℃培养24
±
2h，得到单菌株斜面种；所述的摇瓶发酵是指从单菌株原始斜面种中接一环菌苔到摇瓶发酵培养基中，于往复式摇床，转速110次/分钟，37℃
±
0.5℃培养至残糖含量≤0.5﹪放瓶；所述制作聚谷氨酸甘油种是指重复摇瓶发酵培养，选取第一次摇瓶发酵和第二次摇瓶发酵后，聚谷氨酸含量均大于15g/l的单菌株，刮斜面种子到体积比为20％甘油液中，制成甘油种。2.根据权利要求1所述的提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法，其特征在于：所述紫外灯照射是指开皿盖开紫外灯照射30
±
2秒，关紫外灯1.5
±
0.5小时后，再紫外灯照射30
±
2秒。3.根据权利要求1所述的提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法，其特征在于：所述分纯平板培养基和斜面培养基配方为：葡萄糖0.5～5％、酵母粉0.5～1.5％、蛋白胨0.5～1.5％、味精2～5％、尿素0.05～0.3％、磷酸氢二钾0.1～0.2％、硫酸镁0.05～0.5％、琼脂2.0％，pH7.0。4.根据权利要求1所述的提高产聚谷氨酸野生型菌株生产能力的方法，其特征在于：所述摇瓶发酵培养基配方为：葡萄糖5～8％、谷氨酸4～8％、酵母抽提物0.5～1.5％、磷酸二氢钾0.1～0.3％、硫酸镁0.05～0.3％、硫酸铵0.1～0.5％、轻质碳酸钙4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆可，王海波，谢畅丰，
申请(专利权)人：广东肇庆星湖生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：