CN108048499A - 一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法 - Google Patents

一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是有关于一种固体发酵生产γ‑聚谷氨酸的方法，包括以下步骤：A、菌种复壮，B、菌种扩培，C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养。D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，进行固体聚谷氨酸培养。F、烘干：在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下。G、粉碎：H、包装入库。本发明中采用固体培养基对γ‑PGA培养发酵，与液体培养法相比，其生产成本低、能源消耗少、排放的废水少，而且便于存储运输，生产效率高。

Description

一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法
技术领域
本发明涉及生物发酵领域，特别是涉及一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法。
背景技术
γ-聚谷氨酸(γ-PGA)，又称纳豆胶、多聚谷氨酸，是由微生物聚合而成的一类均聚氨基酸，分子量一般在100KDa到10000KDa之间。γ-PGA的分子链上有大量的活性较高的游离侧链羧基，可在分子内部或分子之间形成氢键，具有极佳的生物可降解性、保水性和缓释性，在自然环境下缓慢降解为小分子氨基酸，不会带来二次污染，是一种极佳的肥料增效剂、土壤保水剂、重金属吸附剂、絮凝剂和缓释剂、分散剂、螯合剂。
目前，国内外对γ-PGA的发酵生产工艺进行了广泛的研究，主要以微生物液体深层发酵生产为主，但仍然存在很多不足与难以解决的问题：
1、随着液体深层发酵的进行，发酵液粘度逐渐增大，限制了氧气的供应和物质转化的传递；生产出的γ-聚谷氨酸含量不稳定。影响γ-聚谷氨酸推广的难度。
2、发酵过程中会产生大量泡沫，加剧了液体深层发酵控制难度和染菌的几率；很容易产生污染，既浪费了财力又浪费了人力，无形中增加了产品的成本。
3、原料成本及加工成本其昂贵，极大增加了γ-PGA的生产投入成本；
4、液体γ-聚谷氨酸成品储存困难，添加防腐剂又对其功效有影响。固体发酵是指在微生物以固态培养基为载体，在少量游离水的存在下条件下进行的生物生长发酵过程；与液体深层发酵相比，固体发酵展现出了巨大的优势，包括生产成本低、能源消耗少和储存方便、设备要求简单等等，并且排放的废水少。因此，一种成本低、效率高的固体发酵生产γ-PGA的方法亟待研究开发，这也将给γ-PGA的发酵工业带来全新的发展前景和应用平台！
发明内容
本发明的目的是要提供一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，使其生产方法简单、产量高、成本低，经济实用。
为解决上述问题，本发明提供一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，包括以下步骤：
A、菌种复壮：将解淀粉枯草芽孢杆菌用涂布法或平行划线法在平板上接种，培养24小时，挑选优质菌落再进行培养，如此反复进行复壮。
B、菌种扩培：将复壮好的菌种接种到三角瓶液体培养基里，控制温度和湿度，培养12-16小时，在高倍液相显微镜下镜检，有无染杂菌，没有感染的准备转接。
C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养。
D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，当固体物料开始粘稠时，则证明固体菌种已培养好。
E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，进行固体聚谷氨酸培养。
F、烘干：在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下。
G、粉碎：将烘干好的聚谷氨酸按客户需求进行粉碎加工。
H、包装入库。
进一步的，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸400～900g/kg，红薯渣100～400g/kg，木薯渣100～600g/kg。
进一步的，所述的步骤D中，培养基水分的质量分数为50-75％，PH值为7.0-8.0；培养温度32-42℃，培养周期24-48小时，固体菌剂中含活菌数为40-150亿/克。
进一步的，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸500g/kg，木薯渣400g/kg，红薯渣100g/kg，轻质碳酸钙5～30g/kg，培养温度为42℃，固体菌剂中含活菌数为100亿/克以上。
进一步的，所述的步骤E中，固体发酵培养基由固体基质和外源添加物组成，所述的固体基质包括木薯渣、大豆粉及谷氨酸钠，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣100～400g/kg、红薯渣100～400g/kg、大豆粉100～250g/kg、玉米浆粉15～50g/kg、谷氨酸钠10～30g/kg、硫酸铵0.5～3.5g/kg和轻质碳酸钙5～30g/kg
进一步的，所述的步骤E中，培养基水分的质量分数为50-75％，PH值调至7.0-8.0
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明中采用固体培养基对γ-PGA培养发酵，与液体培养法相比，其生产成本低、能源消耗少、排放的废水少，而且便于存储运输，生产效率高。
木薯渣为提纯酒精后的产物，采用木薯渣和大豆粉作为固体发酵培养基的固体基质的基础物料，木薯渣内含有的淀粉和丰富的蛋白质，可以与大豆粉中的有机蛋白形成很好的互补、互助，得到更加适合聚谷氨酸发酵生长的营养基质，非常适合聚谷氨酸的生长，所生产获得的聚谷氨酸产量要高一些，更加实用，提高了生产效率。
具体实施方式
本发明提供一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，包括以下步骤：
A、菌种复壮：将解淀粉枯草芽孢杆菌用涂布法或平行划线法在平板上接种，培养24小时，挑选优质菌落再进行培养，如此反复进行复壮。
B、菌种扩培：将复壮好的菌种接种到三角瓶液体培养基里，控制温度和湿度，培养12-16小时，在高倍液相显微镜下镜检，有无染杂菌，没有感染的准备转接。
C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养。
D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸400～900g/kg，红薯渣100～400g/kg，木薯渣100～600g/kg；培养基水分的质量分数为50-75％，PH值为7.0-8.0；培养温度32-42℃，培养周期24-48小时，固体菌剂中含活菌数为40-150亿/克；当固体物料开始粘稠时，则证明固体菌种已培养好。
E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，控温、控湿、掌握好通风进行固体聚谷氨酸培养。固体发酵培养基由固体基质和外源添加物组成，所述的固体基质包括木薯渣、大豆粉及谷氨酸钠，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣100～400g/kg、红薯渣100～400g/kg、大豆粉100～250g/kg、玉米浆粉15～50g/kg、谷氨酸钠10～30g/kg、硫酸铵0.5～3.5g/kg和轻质碳酸钙5～30g/kg
培养条件：培养基水分的质量分数为50-75％，PH值为7.0-8.0。
F、烘干：为确保聚谷氨酸里面的活菌存活，在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下，活菌为孢子状态为佳。
G、粉碎：将烘干好的聚谷氨酸按客户需求进行粉碎加工。
H、包装入库。
实施例2
本实施例中，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸500g/kg，木薯渣400g/kg，红薯渣100g/kg，轻质碳酸钙5～30g/kg，培养温度为42℃，固体菌剂中含活菌数为100亿/克以上。
实施例3
本实施例中，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸400g/kg，木薯渣500g/kg，红薯渣200g/kg，轻质碳酸钙10～20g/kg，培养温度为42℃，固体菌剂中含活菌数为100亿/克以上。
实施例4
本实施例中，所述的步骤E中，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣400g/kg、红薯渣100/kg、大豆粉150g/kg、玉米浆粉20g/kg、谷氨酸钠15g/kg、硫酸铵1.0g/kg和轻质碳酸钙10g/kg。
实施例5
本实施例中，所述的步骤E中，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣300g/kg、红薯渣200/kg、大豆粉200g/kg、玉米浆粉30g/kg、谷氨酸钠15g/kg、硫酸铵1.5g/kg和轻质碳酸钙15g/kg。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、菌种复壮：将解淀粉枯草芽孢杆菌用涂布法或平行划线法在平板上接种，培养24小时，挑选优质菌落再进行培养，如此反复进行复壮；
B、菌种扩培：将复壮好的菌种接种到三角瓶液体培养基里，控制温度和湿度，培养12-16小时，在高倍液相显微镜下镜检，有无染杂菌，没有感染的准备转接；
C、液体菌种培养：将培养好的三角瓶菌种接种到液体发酵罐中，进行液体菌种培养；
D、固体菌种培养：将液体菌种接种到固体培养基上，放置到消毒后的培养室里培养24小时，当固体物料开始粘稠时，则证明固体菌种已培养好；
E、固体聚谷氨酸培养：将固体菌种按照1.5％的接种量接种到固体发酵培养基中，进行固体聚谷氨酸培养；
F、烘干：在60℃以下低温烘干，水分烘到12％以下；
G、粉碎：将烘干好的聚谷氨酸按客户需求进行粉碎加工；
H、包装入库。
2.根据权利要求1所述的固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸400～900g/kg，红薯渣100～400g/kg，木薯渣100～600g/kg。
3.根据权利要求1所述的固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述的步骤D中，培养基水分的质量分数为50-75％，PH值为7.0-8.0；培养温度32-42℃，培养周期24-48小时，固体菌剂中含活菌数为40-150亿/克。
4.根据权利要求1所述的固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述的步骤D中，所述的固体培养基包括粉碎成粉末的麦麸500g/kg木薯渣400g/kg红薯渣100g/kg轻质碳酸钙5～30g/kg，培养温度为42℃，固体菌剂中含活菌数为100亿/克以上。
5.根据权利要求1所述的固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述的步骤E中，固体发酵培养基由固体基质和外源添加物组成，所述的固体基质包括木薯渣、大豆粉及谷氨酸钠，固体发酵培养基的外源添加物包括：木薯渣100～400g/kg、红薯渣100～400g/kg、大豆粉100～250g/kg、玉米浆粉15～50g/kg、谷氨酸钠10～30g/kg、硫酸铵0.5～3.5g/kg和轻质碳酸钙5～30g/kg。
6.根据权利要求1所述的固体发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，其特征在于，所述的步骤E中，培养基水分的质量分数为50-75％，PH值调至7.0-8.0。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110129216A (zh) * 2019-04-16 2019-08-16 东莞理工学院 一种适于固体发酵生产γ-聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌诱变菌株及其培养方法
CN114958646A (zh) * 2022-04-02 2022-08-30 安徽粤智徽源生物科技有限公司 一株产聚谷氨酸的蓝色解淀粉芽孢杆菌

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1908178A (zh) * 2005-08-06 2007-02-07 加拿大时代科技投资管理有限公司 利用农副产品固体发酵低成本生产γ－聚谷氨酸的方法
CN101417894A (zh) * 2008-04-09 2009-04-29 广东省微生物研究所 一种含γ-聚谷氨酸的肥料添加剂的生产方法
CN101508962A (zh) * 2008-07-21 2009-08-19 南开大学 一株非谷氨酸依赖型γ-聚谷氨酸合成菌及其发酵方法
CN101875910A (zh) * 2010-04-20 2010-11-03 山东省食品发酵工业研究设计院 一株产γ-聚谷氨酸的解淀粉芽孢杆菌
CN101948785A (zh) * 2010-08-31 2011-01-19 南京医科大学 一株γ-聚谷氨酸产生菌及利用其制备γ-聚谷氨酸及其盐的方法
CN105316370A (zh) * 2014-07-28 2016-02-10 中国海洋大学 一种利用纳豆芽孢杆菌固态发酵生产γ-聚谷氨酸的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1908178A (zh) * 2005-08-06 2007-02-07 加拿大时代科技投资管理有限公司 利用农副产品固体发酵低成本生产γ－聚谷氨酸的方法
CN101417894A (zh) * 2008-04-09 2009-04-29 广东省微生物研究所 一种含γ-聚谷氨酸的肥料添加剂的生产方法
CN101508962A (zh) * 2008-07-21 2009-08-19 南开大学 一株非谷氨酸依赖型γ-聚谷氨酸合成菌及其发酵方法
CN101875910A (zh) * 2010-04-20 2010-11-03 山东省食品发酵工业研究设计院 一株产γ-聚谷氨酸的解淀粉芽孢杆菌
CN101948785A (zh) * 2010-08-31 2011-01-19 南京医科大学 一株γ-聚谷氨酸产生菌及利用其制备γ-聚谷氨酸及其盐的方法
CN105316370A (zh) * 2014-07-28 2016-02-10 中国海洋大学 一种利用纳豆芽孢杆菌固态发酵生产γ-聚谷氨酸的方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
严涛等: "微生物合成γ-聚谷氨酸的相关基因、合成机理及发酵的研究进展", 《生物技术通报》 *
刘静等: "固态发酵生产多聚谷氨酸培养条件的优化", 《食品与药品》 *
张小凡: "《环境微生物学》", 30 April 2013 *
揭益寿: "《中国农业发展模式创新与农业现代化 第2版》", 31 January 2013 *
李文杰等: "聚-γ-谷氨酸固体发酵基质及工艺参数优化", 《河南农业大学学报》 *
詹益兴: "《现代化工小商品制法大全 第6集》", 30 April 2001 *
郭维烈: "《新型发酵蛋白饲料》", 30 April 1996 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110129216A (zh) * 2019-04-16 2019-08-16 东莞理工学院 一种适于固体发酵生产γ-聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌诱变菌株及其培养方法
CN110129216B (zh) * 2019-04-16 2020-12-18 东莞理工学院 一种适于固体发酵生产γ-聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌诱变菌株及其培养方法
CN114958646A (zh) * 2022-04-02 2022-08-30 安徽粤智徽源生物科技有限公司 一株产聚谷氨酸的蓝色解淀粉芽孢杆菌
CN114958646B (zh) * 2022-04-02 2023-12-05 安徽粤智徽源生物科技有限公司 一株产聚谷氨酸的蓝色解淀粉芽孢杆菌

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