γ-聚谷氨酸高產菌株的選育.pdf

1、γ-聚谷氨酸是谷氨酸單體通過形成γ-酰胺鍵聚合而成,是微生物產生的一種均聚氨基酸聚合物。γ-聚谷氨酸具有水溶性、生物相容性、可食用性且對人和環(huán)境無毒等優(yōu)點,使得γ-聚谷氨酸及其衍生物在醫(yī)藥、食品、農業(yè)和化妝品等領域具有廣闊的應用前景。本課題從隨機誘變提高菌株產率、產物的分離純化和結構表征以及分批發(fā)酵工藝的研究優(yōu)化等方面進行了研究。主要研究結果如下:
　　以Bacillus amyloliquefaciens L536菌株為出發(fā)菌株

2、,采用紫外線和硫酸二乙酯單獨或復合誘變處理,篩選獲得一株遺傳性狀穩(wěn)定的γ-PGA高產突變株DU-44,γ-聚谷氨酸的產量由20g/L提高到35g/L。
　　通過單因素實驗確定了突變株DU-44產γ-PGA的最優(yōu)C源和N源分別是:檸檬酸鈉(20g/L)和豆粕浸提液(80g/L)+(NH4)2SO4(4.6g/L)。鑒于限制γ-PGA發(fā)酵的一個很重要的因素是溶氧問題,對搖瓶裝液量和轉速對γ-PGA發(fā)酵產量的影響進行了研究。實驗確定了γ

3、-PGA搖瓶發(fā)酵的搖床轉速為200r/min,搖瓶裝液量30mL/250mL三角瓶。突變株DU-44在較優(yōu)的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件下,γ-PGA的產量達到45g/L,與優(yōu)化前35g/L相比提高了28.6％。
　　在前期研究基礎上,在5L發(fā)酵罐上考察了分批發(fā)酵過程中Bacillus amyloliquefaciens DU-44的生長特性以及部分因素對γ-PGA產量的影響。結果表明最適培養(yǎng)條件為:pH7.0,培養(yǎng)溫度37℃,攪拌轉速400

4、rpm,通氣量1.0vvm。在此培養(yǎng)條件下,γ-PGA的產量達到40g/L,與培養(yǎng)條件優(yōu)化前相比較,γ-PGA的產量提高了25％。
　　采用陰離子交換層析法,對γ-PGA進行分離純化。通過陰離子樹脂的靜態(tài)吸附、動態(tài)試驗,得出了上樣的最佳pH8.0,最佳上樣量27.3mg/g樹脂,洗脫液為0.7MNaCl溶液,洗脫流速1.0mL/min,洗脫溫度20℃。最終γ-PGA的純度由86.7％提高到96.2％。
　　通過紙層析、紫外掃