[发明专利]一种枯草芽孢杆菌及其在制备γ-D-聚谷氨酸中的应用

说明书

技术领域

本发明属于发酵工程技术领域，涉及一种高产γ-D-聚谷氨酸（γ-D-PGA）的微生物菌株枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）及其应用。 

背景技术

γ-聚谷氨酸（γ-polyglutamic acid,简称γ-PGA）是由多种杆菌（如炭疽芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌等）产生的一种胞外聚合物。γ-PGA是谷氨酸单体以γ-羧基与氨基相缩合的一种均聚氨基酸，主链为nylon-4结构（1）。γ-PGA具有极佳的生物可降解性、成膜性、成纤维性、可塑性、粘结性、保湿性等许多独特的理化和生物学特性，在注重环保、强调可持续发展的今天，γ-PGA及其衍生物有十分广阔的应用前景。可用于化妆品、食品、分散剂、螯合剂、建筑涂料、防尘等领域。 

至今发现的聚γ-PGA产生菌主要集中在芽孢杆菌属（Bacillus sp.），包括枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、地衣芽孢杆菌（B.lichemiformis）和短小芽孢杆菌（B.pumilus）等。至今发现的在枯草芽孢杆菌中发酵生产的γ-PGA都为γ-D,L-PGA。而高聚物的单体构型往往会影响产品的性能和应用。L-异构体含量高的γ-PGA可以更好的应用在化妆品领域及降解材料；D-异构体含量高的γ-PGA则更适用于农业保水剂及食品添加剂等方面。在γ-PGA工业化生产方面，美国ADM公司、日本明治制果、味之素和台湾味丹企业等已对γ-PGA进行了商业化试生产。我国内地在该领域的研究相对起步较晚，与其它国家与机构相比还是存在一定的差距。关于γ-PGA工业化生产方面，尤其是在应用方面的研究都较少。 

目前未见高光学纯度天然γ-PGA的产业化生产。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一株能够产高光学纯度的γ-D-PGA的枯草芽孢杆菌。 

本发明还要解决的技术问题，是提供上述枯草芽孢杆菌的应用。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下： 

发明人实验室选育的微生物菌株枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）PG-8，目前该菌株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），保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编：100101。登记入册的编号是CGMCC NO.6324，保藏日期是：2012年7月10日。以此菌作为生产菌株。 

CGMCC NO.6324菌株具有下述性质： 

1、菌落形态学特征： 

在蛋白胨琼脂培养基上营养细胞为0.7~1.0×1.5~2.7μm大小的杆菌，37℃培养2~3天形成芽孢，芽孢为长圆形或圆柱状。在上述培养基中32℃培养12h菌体可以大量生长。菌落呈白色，边缘有褶皱，不透明，不闪光。 

2、生理与生化特性： 

（1）培养温度：28~37℃，最适温度为32℃； 

（2）在pH 6.0~7.5范围内生长； 

（3）革兰氏染色：阳性； 

（4）甲基红实验：阴性； 

（5）硝酸盐还原：阳性； 

（6）吲哚生产：阴性； 

（7）H₂S生产：阴性； 

（8）耐NaCl浓度：7%浓度以上可以生长。 

3、16S rDNA序列分析： 

测得16S rDNA大部分序列1443bp，如SEQ ID No：1所示。将所测序列从GeneBank数据库中的相关种进行比较，构建16S rDNA全序列为基础的系统发育树。结果表明：菌株与枯草芽孢杆菌达到99.9%同源。所以认定本发明使用的是枯草芽孢杆菌，具体为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）PG-8。 

4、营养特征：