CN103525879A - 一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法 - Google Patents

一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103525879A
CN103525879A CN201310499326.9A CN201310499326A CN103525879A CN 103525879 A CN103525879 A CN 103525879A CN 201310499326 A CN201310499326 A CN 201310499326A CN 103525879 A CN103525879 A CN 103525879A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen peroxide
polyglutamic acid
adding hydrogen
gamma
gama
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310499326.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103525879B (zh
Inventor
乔长晟
张帅
高明昊
李雪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Huizhi Baichuan Biological Engineering Co. Ltd.
Original Assignee
Tianjin Peiyang Biotrans Biotech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Peiyang Biotrans Biotech Co Ltd filed Critical Tianjin Peiyang Biotrans Biotech Co Ltd
Priority to CN201310499326.9A priority Critical patent/CN103525879B/zh
Publication of CN103525879A publication Critical patent/CN103525879A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103525879B publication Critical patent/CN103525879B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法，该方法采用在发酵48h时添加一定浓度的氧载体过氧化氢（0.5-5%，v/v）到发酵液中，提高溶氧浓度，进而提高γ-聚谷氨酸的产量，同时也控制了γ-聚谷氨酸中L-谷氨酸和D-谷氨酸的比例。该方法使得γ-聚谷氨酸的产量得到了很大的提高，而且也控制了其构型的比例，使所制得的不同构型γ-聚谷氨酸按照各自不同特点分别应用到化妆品、环境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等领域。

Description

一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法
技术领域
本发明涉及一种γ-聚谷氨酸的生产方法，特别涉及一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法。
背景技术
γ-聚谷氨酸是由D-谷氨酸和L-谷氨酸通过α-氨基和γ-羧基间的酰胺键结合而成的一种多功能生物可降解高分子材料。
分子量分布在100kDa到10000kDa之间。γ-聚谷氨酸具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等，在化妆品、环境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等产业均具有很高的商业价值和社会价值。
从聚谷氨酸的发现至今仅有几十年的历史，聚谷氨酸的研究主要还是处于实验室阶段，主要包括对其性质的研究，产生菌的改良和基因研究，发酵过程研究和提取纯化过程研究，以及衍生物的生产和性质的研究。近几年来，由于人们环境意识的增强和国家可持续发展战略的要求，发展对环境友好的材料和开发改善环境问题的产品成为一种产业上的趋势，它也推动了聚谷氨酸产业化研究和探索的进程。进入本世纪，个别国际知名公司开始进行聚谷氨酸的生产和应用的研究，国内部分大学和研究所也积极开展了相关的研究，国内更有数家企业开始计划聚谷氨酸的大规模生产。由于这些产业化研究的跟进，使得聚谷氨酸成为现阶段最受人关注的生物制品之一。
不同构型组成的γ-聚谷氨酸有不同的应用，例如，含有较高含量L-谷氨酸的γ-聚谷氨酸因其对皮肤的兼容性在化妆品行业应用广泛，在一些其他的领域，含有较高D-谷氨酸的γ-聚谷氨酸因其降解较慢而被广泛应用。这使得在γ-聚谷氨酸生产过程中控制其构型组成以满足不同的应用需求变得很重要。
γ-聚谷氨酸的构型以及组成随着菌株和培养条件的不同而不同。炭疽芽孢杆菌特异性可以生产出D-Glu构型的γ-聚谷氨酸；采用地衣芽孢杆菌生产γ-聚谷氨酸，其会随着锰离子浓度的不同而得到D-Glu含量10～100%的不同γ-聚谷氨酸；采用枯草芽孢杆菌也可以生产不同类型的γ-聚谷氨酸。
利用添加氧载体过氧化氢来提高γ-聚谷氨酸的产量，同时控制其构型的比例尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种γ-聚谷氨酸的生产方法，特别是提供一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法。采用本发明所述生产方法生产γ-聚谷氨酸，不但γ-聚谷氨酸的产量有所提高，γ-聚谷氨酸聚合物中L型谷氨酸和D型谷氨酸的比例也能得到控制。
本发明的技术方案如下：
本发明采用地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）生产γ-聚谷氨酸。菌种来源：发明所用菌种见天津北洋百川生物技术有限公司申请专利名称为惰性载体固态发酵法生产γ-聚谷氨酸的方法专利，申请号：200910228297。该菌种为地衣芽孢杆菌（Bacilluslicheniformis），现已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种编号CGMCC3336。
一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法，在发酵48h时，将一定体积百分浓度的过氧化氢（0.5%-5%）添加到发酵液中，提高了溶氧浓度，进而提高了γ-聚谷氨酸的产量，并控制了γ-聚谷氨酸的构型。
D-谷氨酸与L-谷氨酸浓度的测定：高效液相色谱（HPLC）
仪器：Agilent1200高效液相色谱仪（配紫外可见检测器和工作站）。
色谱柱：大赛璐CR(+)/(CR-)手性柱；
流动相：pH2.0高氯酸水溶液；
流速：0.4mL/min；
柱温：25℃；
检测波长：UV200nm
样品制备：发酵液经二次醇沉复溶后，与等体积6mol/L盐酸在110℃进行水解，水解前样品用流动相稀释适当倍数，水解后样品用流动相稀释适当倍数，经0.22μm滤膜过滤，滤液供液相色谱分析。
有益效果：
利用本发明所述的γ-聚谷氨酸生产方法来生产γ-聚谷氨酸，其γ-聚谷氨酸的产量得到显著提高，该方法可以同时控制γ-聚谷氨酸中L/D谷氨酸的比例，因此可以得到不同用途的γ-聚谷氨酸。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明中γ-聚谷氨酸的生产方法。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
对照实验：
1．CGMCC3336菌种的活化：在富含营养的固体培养基斜面上于37℃培养16小时，制备得到成熟的斜面种子，固体培养基的成分包含：蛋白胨10g/L，酵母粉5g/L，NaCl10g/L，琼脂20g/L，pH7.2；
2．种子液的制备：
将一环上述种子转入装有液体种子培养基的三角瓶中，37℃，220rpm培养16小时至对数生长期；
种子液培养基组成（g/L）：葡萄糖30；酵母膏7；胰蛋白胨10；K2HPO40.5；MgSO4·6H2O0.5，pH7.2；500ml的三角瓶中分装50ml培养基；
3.发酵罐发酵：
发酵罐培养基成分为（g/L）：葡萄糖80，谷氨酸钠80，硝酸铵18，NaCl10，MgSO4·6H2O0.5，CaCl2·6H2O1.0，FeSO4·6H2O0.01，精氨酸0.44，组氨酸0.26，苏氨酸0.5，蛋氨酸0.4，胆碱0.1，谷氨酰胺0.5，吡哆醇0.001，pH7.2；
发酵条件：5L发酵罐装液量为3L，种子液的接种量为10%，发酵温度37℃，发酵时间72小时，
通风量1.0vvm，转速400rpm，初始pH为7.2；发酵结束后经检测γ聚谷氨酸的产量为18g/L。γ-聚谷氨酸中L-谷氨酸与D-谷氨酸含量比例为1：1。
实施例1
发酵罐发酵采用氧载体添加策略，其余条件同对照实施例。发酵48h时添加过氧化氢0.5%（v/v）。
结果：γ-聚谷氨酸产量由对照组的18g/L提高到25g/L。L/D构型比例为1：2。
实施例2
发酵罐发酵采用氧载体添加策略，其余条件同对照实施例。发酵48h时添加过氧化氢1%（v/v）。
结果：γ-聚谷氨酸产量由对照组的18g/L提高到28g/L。L/D构型比例为4：5。
实施例3
发酵罐发酵采用氧载体添加策略，其余条件同对照实施例。发酵48h时添加过氧化氢2%（v/v）。
结果：γ-聚谷氨酸产量由对照组的18g/L提高到30g/L。L/D构型比例为6：5。
实施例4
发酵罐发酵采用氧载体添加策略，其余条件同对照实施例。发酵48h时添加过氧化氢5%（v/v）。
结果：γ-聚谷氨酸产量由对照组的18g/L提高到20g/L。L/D构型比例为1：3。

Claims (5)

1.一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法，包括如下步骤：
（1）地衣芽孢杆菌CGMCC3336菌种的活化：
在富含营养的固体培养基斜面上于37℃培养16小时，制备得到成熟的斜面种子，固体培养基的成分包含：蛋白胨10g/L，酵母粉5g/L，NaCl10g/L，琼脂20g/L，pH7.2；
（2）种子液的制备：
将一环上述种子转入装有液体种子培养基的三角瓶中，37℃，220rpm培养16小时至对数生长期；
所述种子液培养基组成为：葡萄糖30g/L；酵母膏7g/L；胰蛋白胨10g/L；K2HPO40.5g/L；MgSO4·6H2O0.5g/L，pH7.2；500ml的三角瓶中分装50ml培养基；
（3）发酵罐发酵：
发酵罐培养基成分为：葡萄糖80g/L，谷氨酸钠80g/L，硝酸铵18g/L，NaCl10g/L，MgSO4·6H2O0.5g/L，CaCl2·6H2O1.0g/L，FeSO4·6H2O0.01g/L，精氨酸0.44g/L，组氨酸0.26g/L，苏氨酸0.5g/L，蛋氨酸0.4g/L，胆碱0.1g/L，谷氨酰胺0.5g/L，吡哆醇0.001g/L，pH7.2；
发酵条件：5L发酵罐装液量为3L，种子液的接种量为10%，发酵温度37℃，发酵时间72小时，在发酵48h时，将体积百分浓度为0.5%-5%的过氧化氢添加到发酵液中，通风量1.0vvm，转速400rpm，初始pH为7.2。
2.根据权利要求1所述的一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，在发酵罐发酵至48h时，添加过氧化氢，添加量为0.5%体积百分浓度。
3.根据权利要求1所述的一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，在发酵罐发酵至48h时，添加过氧化氢的体积百分浓度为1%。
4.根据权利要求1所述的一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，在发酵罐发酵至48h时，添加过氧化氢的体积百分浓度为2%。
5.根据权利要求1所述的一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，在发酵罐发酵至48h时，添加过氧化氢的体积百分浓度为5%。
CN201310499326.9A 2013-10-22 2013-10-22 一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法 Active CN103525879B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310499326.9A CN103525879B (zh) 2013-10-22 2013-10-22 一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310499326.9A CN103525879B (zh) 2013-10-22 2013-10-22 一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103525879A true CN103525879A (zh) 2014-01-22
CN103525879B CN103525879B (zh) 2015-06-03

Family

ID=49928226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310499326.9A Active CN103525879B (zh) 2013-10-22 2013-10-22 一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103525879B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103937838A (zh) * 2014-04-14 2014-07-23 厦门大学 利用地衣芽孢杆菌同时合成两种不同成分生物絮凝剂的方法
CN106148442A (zh) * 2016-09-18 2016-11-23 天津北洋百川生物技术有限公司 一种发酵过程中添加亮氨酸生产γ‑聚谷氨酸的方法
CN106636240A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 东莞波顿香料有限公司 一种高浓度γ‑聚谷氨酸及其发酵方法
CN107699594A (zh) * 2017-11-22 2018-02-16 天津北洋百川生物技术有限公司 一种利用地衣芽孢杆菌生产γ‑聚谷氨酸的方法
CN109797175A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 卢松 谷氨酸钠的发酵分离方法
CN110669798A (zh) * 2019-10-31 2020-01-10 内蒙古阜丰生物科技有限公司 农用低成本聚谷氨酸的生产方法
CN110747240A (zh) * 2019-12-01 2020-02-04 内蒙古阜丰生物科技有限公司 一种聚谷氨酸的发酵工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030124674A1 (en) * 2000-05-20 2003-07-03 Sang-Yup Lee Method for manufacturing highly-concentrated polyglutamic acid with additional supply of saccharides
CN102533885A (zh) * 2012-01-09 2012-07-04 东莞理工学院 发酵过程中添加NaCl生产γ-聚谷氨酸的方法
CN102719501A (zh) * 2012-06-29 2012-10-10 天津北洋百川生物技术有限公司 一种生产聚谷氨酸的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030124674A1 (en) * 2000-05-20 2003-07-03 Sang-Yup Lee Method for manufacturing highly-concentrated polyglutamic acid with additional supply of saccharides
CN102533885A (zh) * 2012-01-09 2012-07-04 东莞理工学院 发酵过程中添加NaCl生产γ-聚谷氨酸的方法
CN102719501A (zh) * 2012-06-29 2012-10-10 天津北洋百川生物技术有限公司 一种生产聚谷氨酸的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李书良等: "流加H2O2对提高供氧及微生物代谢的影响", 《微生物学报》, vol. 42, no. 1, 28 February 2002 (2002-02-28), pages 129 - 132 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103937838A (zh) * 2014-04-14 2014-07-23 厦门大学 利用地衣芽孢杆菌同时合成两种不同成分生物絮凝剂的方法
WO2015158061A1 (zh) * 2014-04-14 2015-10-22 厦门大学 利用地衣芽孢杆菌同时合成两种不同成分生物絮凝剂的方法
CN103937838B (zh) * 2014-04-14 2016-02-03 厦门大学 利用地衣芽孢杆菌同时合成两种不同成分生物絮凝剂的方法
US10584362B2 (en) 2014-04-14 2020-03-10 Xiamen University Methods for simultaneously synthesizing a biological flocculant with two different components by using Bacillus licheniformis
CN106148442A (zh) * 2016-09-18 2016-11-23 天津北洋百川生物技术有限公司 一种发酵过程中添加亮氨酸生产γ‑聚谷氨酸的方法
CN106148442B (zh) * 2016-09-18 2020-01-17 天津北洋百川生物技术有限公司 一种发酵过程中添加亮氨酸生产γ-聚谷氨酸的方法
CN106636240A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 东莞波顿香料有限公司 一种高浓度γ‑聚谷氨酸及其发酵方法
CN109797175A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 卢松 谷氨酸钠的发酵分离方法
CN107699594A (zh) * 2017-11-22 2018-02-16 天津北洋百川生物技术有限公司 一种利用地衣芽孢杆菌生产γ‑聚谷氨酸的方法
CN110669798A (zh) * 2019-10-31 2020-01-10 内蒙古阜丰生物科技有限公司 农用低成本聚谷氨酸的生产方法
CN110747240A (zh) * 2019-12-01 2020-02-04 内蒙古阜丰生物科技有限公司 一种聚谷氨酸的发酵工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN103525879B (zh) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103525879B (zh) 一种发酵过程中添加过氧化氢生产γ-聚谷氨酸的方法
Kreyenschulte et al. Recent advances in microbial biopolymer production and purification
WO2017205750A1 (en) Compositions and methods for microbial co-culture
CN110016446B (zh) 一株贝莱斯芽孢杆菌及其生产聚谷氨酸的方法
Shi et al. Efficient bioconversion of l-glutamate to γ-aminobutyric acid by Lactobacillus brevis resting cells
Schnierda et al. Optimization of carbon and nitrogen medium components for biomass production using non‐Saccharomyces wine yeasts
CN101792727B (zh) 一株凝结芽孢杆菌及其在l-乳酸钠制备中的应用
Schmid et al. Utilization of desugarized sugar beet molasses for the production of poly (3-hydroxybutyrate) by halophilic Bacillus megaterium uyuni S29
Huang et al. Effects of CaCl2 on viscosity of culture broth, and on activities of enzymes around the 2-oxoglutarate branch, in Bacillus subtilis CGMCC 2108 producing poly-(γ-glutamic acid)
Dong et al. Enhanced curdlan production with nitrogen feeding during polysaccharide synthesis by Rhizobium radiobacter
JP2017502677A (ja) スポロラクトバチルス・テラエおよびその使用
CN110218676A (zh) 一种丁酸梭菌及其应用
Xu et al. Production of exopolysaccharides by submerged culture of an enthomopathogenic fungus, Paecilomyces tenuipes C240 in stirred-tank and airlift reactors
CN110904012B (zh) 一株枯草芽孢杆菌及其在生产γ-聚谷氨酸中的应用
CN104195192B (zh) 稀土元素在枯草芽孢杆菌发酵产生γ‑聚谷氨酸中的应用
CN106133143A (zh) 用于生产3‑羟基丙酸的酯的方法
Elbanna et al. Poly (γ) glutamic acid: a unique microbial biopolymer with diverse commercial applicability
CN101555491B (zh) 提高酿酒酵母发酵生产酒精产量的方法
Husson et al. Effect of redox potential on the growth of Yarrowia lipolytica and the biosynthesis and activity of heterologous hydroperoxide lyase
CN109402017B (zh) 一株盐单胞菌100-16-2及盐单胞菌100-16-2制备聚3-羟基丁酸酯的方法
CN102433289B (zh) 一株产瓜氨酸的菌株及用该菌株生物合成瓜氨酸的方法
CN102268389B (zh) 一种甲基营养芽孢杆菌及其发酵生产γ-聚谷氨酸的方法
CN102102087A (zh) 雷弗松氏菌及在制备(r)-[3,5-二(三氟甲基)苯基]乙醇的应用
CN106086090B (zh) 一种两步微生物转化法制备r-扁桃酸的方法
CN102433290A (zh) 一株产瓜氨酸的菌株及用该菌株生物合成瓜氨酸的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170825

Address after: 300457, building 4, wing Sheng Plaza, Tianjin Binhai Zhongguancun science and Technology Park, 501

Patentee after: Tianjin Huizhi Baichuan Biological Engineering Co. Ltd.

Address before: 300457 Tianjin prime Binhai Economic and Technological Development Zone, Road No. 29

Patentee before: Tianjin Peiyang Biotrans Biotech Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right