聚谷氨酸产生菌发酵培养基的响应面法优化研究

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1、粮油食品科技第23卷2015年第1期生物工程γ－聚谷氨酸产生菌发酵培养基的响应面法优化研究张海群，张智维，刘婷(陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安710021)摘要:利用从纳豆中筛选得到的一株纳豆芽孢杆菌发酵生产γ－聚谷氨酸(γ－PGA)。在单因素优化实验的基础上，通过响应面法对发酵培养基进行优化，得到最佳培养基配方为蔗糖43．92g/L、大豆蛋白胨7．00g/L、谷氨酸钠46．32g/L，γ－PGA产量由原来的7．253g/L提高到11．794g/L。关键词:纳豆芽孢杆菌;响应面分析法;γ－聚谷氨酸中图分类号:TQ920．6文献

2、标识码:A文章编号:1007－7561(2015)01－0079－05Optimizationoffermentationmediumforγ－PGAproducingstrainbyresponsesurfacemethodologyZHANGHai－qun，ZHANGZhi－wei，LIUting(CollegeofLifeScience＆Engineering，ShaanxiUniversityofScience＆Technology，Xi'anShaanxi710021)Abstract:γ－polyglutamicacidwa

3、sproducedbyfermentationwithbacillusnattoscreenedfromnatto．Op-timizationofthefermentationmediumbyresponsesurfacemethodonthebasisofsinglefactorexperimentswasstudied．Ｒesultsrevealedthattheoptimalmediumconstituentswereasfollows:sucrose43．92g/L，soypeptone7．00g/L，sodiumglutama

4、te46．32g/L．Theproductionofγ－PGAincreasedfrom7．253g/Lto11．794g/L．Keywords:bacillusnatto;responsesurfacemethodology;γ－polyglutamicacid(γ－PGA)γ－聚谷氨酸(poly－γ－glutamicacid，简称γ－目前生产γ－PGA比较常用的方法有化学合成PGA)是一种水溶性、生物降解、不含毒性、使用微生法、酶转化法、提取法和微生物发酵法。微生物发酵物发酵法制得的生物高分子，最早发现于1913年，法是通过大量培养

5、菌体后，从发酵液中提取出γ－后来被证实是一类芽孢杆菌的荚膜结构的主要成PGA，该法相比于其他方法具有条件简单、生长周期分，1973年Troy发现γ－PGA是一种水溶性酰胺化短、目标产物含量高和相对分子质量适宜等优点，是［1－3］合物，可以通过芽孢杆菌的变种来生产。经研目前最常用的生产γ－PGA的方法。但是由于γ－究发现，γ－PGA是一种对人体和环境无害的氨基PGA的生产菌生产能力低以及缺乏系统的提取工［4］酸聚合物，分子量为1万～200万。γ－PGA由L艺等原因，导致γ－PGA产量低，严重影响了γ－－谷氨酸和(或)D－谷氨酸通过α－氨基

6、和γ－羧PGA在我国的大规模应用［7－8］。［5］基间的酰胺键连接而成，通常由上千个谷氨酸单本实验通过响应面法对实验室分离提取的一株体组成，不同菌种产生的γ－PGA的分子量不同。纳豆芽孢杆菌的发酵培养基进行优化，目的是提高根据培养基是否需要加入谷氨酸，将产生γ－γ－PGA的产量、降低生产成本。PGA的产生菌分为谷氨酸依赖型和非谷氨酸依赖1材料与方法［6］型。非谷氨酸依赖型菌株合成γ－PGA的产量很1．1材料与试剂低，所以现在大多数采用谷氨酸依赖型菌株发酵生菌种:纳豆芽孢杆菌由生命科学与工程学院微产γ－PGA。生物实验室分离保存。收稿日期

7、:2014－07－14试剂:酵母粉、琼脂、蔗糖、牛肉膏、硫酸镁、葡萄作者简介:张海群，1988年出生，男，在读硕士研究生．通讯作者:张智维，1967年出生，女，陕西西安人，高级工程师．糖、大豆蛋白胨、淀粉、L－谷氨酸钠、磷酸氢二钾、无79生物工程粮油食品科技第23卷2015年第1期水乙醇、氯化氨、乳糖、柠檬酸、氢氧化钠、十六烷基三培养24h，用作活化菌种。种子培养:取1环斜面菌甲基溴化铵(CTAB)、蛋白胨，以上试剂均为分析纯。种接于种子培养基(250mL三角瓶装液量为30γ－PGA对照品由南京赛特斯生物技术有限公mL)，200r/mi

8、n、37℃恒温振荡培养18h。司提供。摇瓶发酵:250mL三角瓶装发酵培养基40mL，1．2仪器与设备种子液以3%(W/W)的接种量接入发酵培养基中，电炉:天津泰斯特仪器公司;电子天平:上海精37℃、200