一种聚谷氨酸发酵液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种聚谷氨酸发酵液及其制备方法和应用，涉及微生物发酵技术领域。该聚谷氨酸发酵液的制备方法包括：向发酵培养基中接种多粘类芽胞杆菌进行发酵，即得聚谷氨酸发酵液。本发明专利技术首次使用多粘类芽胞杆菌CICC 10494在适宜培养条件下发酵获得聚谷氨酸发酵液，并通过实验确认了多粘类芽胞杆菌CICC 10494发酵的最优培养基及最优发酵条件。本发明专利技术中还发现该聚谷氨酸发酵液可促进高梁生长，为高粱化肥的材料来源提供了一个新途径。为高粱化肥的材料来源提供了一个新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种聚谷氨酸发酵液及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及微生物发酵
，尤其涉及一种聚谷氨酸发酵液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚谷氨酸(γ
‑
聚谷氨酸，poly
‑
r
‑
glutamic acid，γ
‑
PGA)是一种由微生物合成的天然高聚物，由D型谷氨酸和L型谷氨酸单体按不同比例通过γ
‑
酰胺键连接而成。1937年，Ivanovics 和Bruckner首次从炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)荚膜中分离提取得到胞外多肽γ
‑
PGA，后来发现γ
‑
PGA也可以由枯草芽孢杆菌分泌到生长介质中作为发酵的产物。聚谷氨酸是一种绿色新型环保材料，因其具有水溶性、可塑性、高吸附性、生物可降解性等特性，被广泛应用于食品、农业、化妆品、生物医药等行业。
[0003]但目前能够高效生产聚谷氨酸的菌株较少，其生产菌株仍有待进一步探索和扩大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种聚谷氨酸发酵液制备的新方法，首次采用多粘类芽胞杆菌进行发酵制备聚谷氨酸发酵液，为聚谷氨酸发酵液的生产提供了新菌株和新的生产方法。
[0005]一方面，本申请提供了一种聚谷氨酸发酵液的制备方法，所述方法包括：向发酵培养基中接种多粘类芽胞杆菌种子液进行发酵，即得聚谷氨酸发酵液；所述多粘类芽胞杆菌种子液的OD
600
为4
‑
>5，接种量为4
‑
6％；所述发酵，温度为25℃
‑
37℃，通风比为1：（1
‑
2），转速为100
‑
200 rpm，培养时间为36
‑
42 h。
[0006]优选的，所述多粘类芽胞杆菌种子液的OD
600
为4.997，接种量为5％。
[0007]进一步的，所述多粘类芽胞杆菌为多粘类芽胞杆菌 CICC 10494，其保藏于中国工业微生物菌种保藏管理中心。
[0008]所述多粘类芽胞杆菌CICC 10494购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。
[0009]目前γ
‑
PGA的生产方法主要是通过微生物发酵，工业上以芽孢杆菌属作为生产菌进行发酵，部分芽孢杆菌可合成γ
‑
PGA并分泌到生长介质中作为发酵的产物，如炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus suhtilis)等均可以合成γ
‑
聚谷氨酸。根据γ
‑
PGA的合成是否需要加入外源谷氨酸，将菌株分为谷氨酸依赖型与非谷氨酸依赖型。与谷氨酸依赖型菌株相比，非谷氨酸依赖型菌株的γ
‑
PGA产量很低且种类较少，所以现在大多利用谷氨酸依赖型菌株发酵生产γ
‑
PGA。这种方法具有培养条件温和，生产周期短，过程易于控制无污染，提取率高等优点，且产出的γ
‑
PGA分子量适宜，因而成为制备γ
‑
PGA的主要途径。
[0010]如中国专利文件CN 105420169 A中提供了一种可产聚谷氨酸的芽孢杆菌，但其聚
谷氨酸产量最高可达14 g/L，而本申请中，聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸最高含量可达到60.9 g/L。
[0011]且，目前市面售卖的聚谷氨酸发酵液根据QBT5189
‑
2017标准需要达到γ
‑
PGA≥50 g/L ，本申请发酵液在不经其他工艺辅助的情况下即可直接达到行业规定标准。
[0012]进一步的，所述方法还包括种子培养阶段，所述种子培养阶段包括：将多粘类芽胞杆菌接种于种子培养基中，罐压为0.07
‑
0.08 Mpa，温度为30℃
‑
37℃，通风比为1：1，转速为100
‑
200 rpm，培养至OD
6004‑
5，获得多粘类芽胞杆菌种子液。
[0013]优选的，所述多粘类芽胞杆菌的种子液培养时间为24
‑
48 h；更优选的，36 h。
[0014]更优选的，所述种子培养阶段包括：将多粘类芽胞杆菌接种于种子培养基中，罐压为0.07
‑
0.08 Mpa，温度为30℃、通风比为1：1、转速为200 rpm、培养时间36 h，培养至OD
600
为4.997。
[0015]其中，OD
600
为多粘类芽胞杆菌CICC 10494种子液在600 nm波长处吸光度的值。
[0016]本申请中以OD
600
代表种子液培养阶段中菌体生物量的生长情况，其中OD
600
为4
‑
5时，该多粘类芽胞杆菌的γ
‑
PGA产率较高，均在1 g
·
（h
·
L）
‑1以上。
[0017]接种量是指移入种子液的体积占接种后培养液体积的百分比。
[0018]在一种优选的实施方式中，种子培养阶段包括：将多粘类芽胞杆菌 CICC 10494接种于种子培养基中，罐压为0.07
‑
0.08 Mpa，温度为30℃，通风比为1：1，转速为200 rpm，培养36 h，培养至OD
6004‑
5时完成种子培养获得种子液。
[0019]种子培养基中包括：酵母粉30 g、谷氨酸钠15 g、氯化钠6 g、磷酸二氢钾0.2 g，水1000 mL。
[0020]进一步的，所述发酵培养基包括：碳源、酵母粉、磷酸二氢钾、氯化钠、谷氨酸钠、消泡剂。
[0021]进一步的，所述碳源选自麦芽糊精、葡萄糖、蔗糖中的一种或多种。
[0022]优选的，所述碳源为麦芽糊精。
[0023]进一步的，以质量百分比计，所述发酵培养基包括：3
‑
7％麦芽糊精、1
‑
5％酵母粉、0.01
‑
0.03％磷酸二氢钾、0.4
‑
0.8％氯化钠、2
‑
4％谷氨酸钠、0.03
‑
0.07％消泡剂，余量为水。
[0024]优选的，所述发酵培养基包括：5％麦芽糊精、3％酵母粉、0.02％磷酸二氢钾、0.6％氯化钠、3.5％谷氨酸钠、0.05％消泡剂，余量为水。
[0025]在一种优选的实施方式中，发酵培养基中包括：酵母粉30 g、谷氨酸钠35 g、氯化钠6 g、磷酸二氢钾0.2 g、麦芽糊精50 g、消泡剂0.5 g，水1000 mL。
[0026]所述消泡剂本领域技术人员可根据实际情况自行选择购买，在本申请中选择发酵复合专用消泡剂XP
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚谷氨酸发酵液的制备方法，其特征在于，所述方法包括：向发酵培养基中接种多粘类芽胞杆菌种子液进行发酵，即得聚谷氨酸发酵液；所述多粘类芽胞杆菌种子液的OD
600
为4
‑
5，接种量为4
‑
6％；所述发酵，温度为25℃
‑
37℃，通风比为1：（1
‑
2），转速为100
‑
200 rpm，培养时间为36
‑
42 h。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多粘类芽胞杆菌为多粘类芽胞杆菌 CICC 10494，其保藏于中国工业微生物菌种保藏管理中心。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括种子培养阶段，所述种子培养阶段包括：将多粘类芽胞杆菌接种于种子培养基中，罐压为0.07
‑
0.08 Mpa，温度为30℃
‑
37℃，通风比为1：1，转速为100
‑
200 rpm，培养至OD
600 4
...

【专利技术属性】
技术研发人员：国乃胜，刘天英，王一杰，
申请(专利权)人：山东嘉禾海洋生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：