[发明专利]一种利用地衣芽孢杆菌发酵时流加蔗糖生产γ-聚谷氨酸的方法

说明书

本发明涉及一种利用地衣芽孢杆菌发酵时流加蔗糖生产γ‑聚谷氨酸的方法，包括以下步骤：菌种活化：将地衣芽孢杆菌的原始菌株接种在斜面培养基上培养活化；种子液的制备；将活化后的斜面种子接种于种子培养基中，得产γ‑聚谷氨酸的种子液；将种子液接种于发酵培养基中发酵，且发酵时间为24h‑66h时，流加浓度为4g/L‑6g/L的蔗糖溶液；发酵结束后离心去菌体，醇沉析出聚谷氨酸，干燥，制备出干粉状γ‑聚谷氨酸。本发明在发酵过程中流加蔗糖，利用蔗糖替代葡萄糖或者辅助葡萄糖的方法，不仅可以提高γ‑聚谷氨酸的产量，还能延缓菌体衰老，延长发酵时间。

技术领域

本发明属于农业微生物技术领域，涉及一种利用地衣芽孢杆菌发酵时流加蔗糖生产γ-聚谷氨酸的方法。

背景技术

γ-聚谷氨酸是一种生物高分子载体材料，最早是由lvanovics等人在炭疽芽孢杆菌的夹膜中发现的，是芽孢杆菌属如枯草芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌等在生命活动过程中产生的次级代谢产物，当前可以在实验室通过生物发酵的方法制备。随着科技的进步与工业的发展，随之而来的环境污染问题也日益增多，因此各领域更倾向于发展和应用环境友好型材料。而γ-聚谷氨酸作为一种可生物降解的“绿色”高分子材料，也越来越受人们的关注。因其具有良好的吸水特性，并且无论在人体内部，还是在外界环境中其最终的分解代谢产物均为谷氨酸，对人体无毒副作用，对环境无污染，因此在许多领域都展现出其优越性。目前已知，在化妆品行业，食品行业，医疗保健行业，农业方面均有广泛的应用。

蔗糖可以由光合作用产生也可以化学合成，广泛分布于植物体内，特别是甜菜、甘蔗和水果中含量极高。蔗糖是植物储藏、积累和运输糖分的主要形式。平时食用的白糖、红糖都是蔗糖。蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖脱水缩合形成，易溶于水较难溶于乙醇，甜味仅次于果糖。蔗糖是微生物发酵过程中常用的间接性C源，用途之广仅次于葡萄糖。例如专利CN107619841A专利在生产γ-聚谷氨酸时，就添加了蔗糖，其对于蔗糖的添加是作为微生物生长的C源加入，加入时间为菌体对数生长中期，作为主要C源为菌体供给能量，浓度相对较大。但是该方法生产的γ-聚谷氨酸的产量仍较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的利用地衣芽孢杆菌发酵时流加蔗糖生产γ-聚谷氨酸的方法。本发明在发酵过程中流加蔗糖，利用蔗糖降低葡萄糖效应并且减弱葡萄糖容易使菌体衰老的缺点，不仅可以提高γ-聚谷氨酸的产量，还能延缓菌体衰老，延长发酵时间。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用地衣芽孢杆菌发酵时流加蔗糖生产γ-聚谷氨酸的方法，包括以下步骤：

（1）菌种活化：将地衣芽孢杆菌的原始菌株接种在斜面培养基上，于30℃-37℃培养16-18小时，如此活化2-3次，制备成熟的活化后的斜面种子；

所述地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）TKPG091，该菌株已于2009年10月14日在北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其保藏号为 CGMCC No.3336；

（2）种子液的制备；将步骤（1）中活化后的斜面种子接种于种子培养基中，37℃，摇床转速220rpm培养16小时至对数生长期，得到产γ-聚谷氨酸的种子液；

（3）发酵罐发酵：按照以发酵培养基体积计，5％接种量，将步骤（2）中的种子液接种于发酵培养基中，控制初始发酵温度37-38℃，罐压0.02-0.05MPa；通风量0.5-1.5vvm；初始发酵液pH值调至7.0，培养72小时；