[发明专利]一株产γ－聚谷氨酸的菌株及其培养方法

说明书

技术领域

本发明涉及γ-聚谷氨酸的生产领域，具体地涉及一株产γ-聚谷氨酸的菌株及其培养方法。

背景技术

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是谷氨酸单体之间以其α-氨基和γ-羧基缩合而成的一种高分子聚合物，聚合度一般大于30万。γ-PGA可由微生物合成、水溶性好、吸水性强、且生物可降解、对人体无毒害作用，因而被广泛用于食品、化妆品、水处理、农业和医药等领域。例如，γ-PGA是一种理想的药物载体，γ-PGA分子链上具有高活性的羧基(-COOH)，可与一些药物结合生成较稳定的复合物，该复合物在体内可被降解为内源性谷氨酸并释放出药物。又如γ-PGA的两次重复吸水可达到1108.4倍，比市售的聚丙烯酸盐类树脂高2.85倍，因此γ-PGA可用于制备高吸水树脂，该树脂对土壤改良、促进土壤中团粒结构的形成、增强土壤通透性和防止土壤侵蚀具有很好的作用。

国内外对于γ-PGA生物合成的研究主要集中在芽孢杆菌属(Bacillus)，例如枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。目前，芽孢菌属微生物发酵生产γ-PGA产量低、生产成本高，所以未能实现大规模工业生产。

本发明利用诱变技术筛选得到一株γ-PGA的高产菌株，并优化其发酵工艺，提高γ-PGA的产量，有效降低了生产成本，实现了γ-PGA的工业化生产。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一株γ-PGA的高产菌株，本发明的又一目的是提供该菌株的培养方法及适用的培养基。

(二)技术方案

本发明通过物理诱变，筛选出一株高产γ-PGA的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtillis)，该菌株已于2007年7月13日被保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏编号为CGMCC No.2108。

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis)CGMCC No.2108的形态学特征为：

菌体形态：杆状，数个菌体可连成链状，在细胞生长后期生成芽孢；

菌落特征：乳白色，培养24小时后菌落直径大小为0.3-0.8cm，表面凸起、有褶皱，挑起时有粘稠感。

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis)CGMCC No.2108的培养特征为：

好氧，在有氧条件下才能生长，在γ-PGA的合成阶段要有充足的氧气。最适生长温度为37℃，最适pH为7，在菌体的生长期pH会降低到5-6，当γ-PGA开始合成时pH升高，可达到8以上。

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis)CGMCC No.2108的诱变筛选方法为：挑取出发菌株CICC 10023(购自中国工业微生物菌种保藏管理中心)的单菌落，接入装有玻璃珠的无菌三角瓶内，加30毫升无菌水，以170r/min的转数振荡20min，将菌落打散，制成菌悬液。将装有菌悬液的平皿置于磁力搅拌器上，用40瓦的紫光灯分别照射1min、2min、3min，然后将三个处理的菌悬液分别稀释至10-5和10-3，涂发酵培养基固体平板，避光培养24小时，然后筛选出菌落形态特征发生改变的突变株。将初步筛选得到的菌株反复诱变多次，最终得到本发明所述的γ-PGA高产菌株枯草芽孢杆菌(Bacillussubtillis)CGMCC No..2108。

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis)CGMCC No.2108的培养方法为：

(1)菌种的活化：接种枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis)CGMCC No.2108至斜面培养基，在28℃下培养48小时或在37℃下培养24小时；

(2)种子培养：在500ml灭菌的三角瓶内装100ml液体种子培养基，然后将活化的菌种接至种子培养基中，在37℃下、以215-220r/min的转数振荡培养24小时，制得种子液；

(3)发酵培养：以体积比3％的接种量将种子液接入发酵培养基中，37℃，215r-220r/min振荡培养48-60小时。

其中，所用到的培养基组成为：

(1)斜面培养基：葡萄糖20g/l，琼脂15g/l，马铃薯200g/l(制法为：将200g马铃薯去皮洗净，切成直径1厘米小块加水800ml，用500瓦的电炉煮沸20分钟，纱布过滤，再用去离子水补足至1000ml)，pH自然；