CN114875085A - 一种提高γ-聚谷氨酸产量的液体发酵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高γ‑聚谷氨酸产量的液体发酵方法。该方法是将副地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis ATCC 9945a接入发酵培养基中发酵7‑56h,然后加入枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332菌液继续发酵16‑113h。本发明通过不同菌的混合培养,利用枯草芽孢杆菌来提高副地衣芽孢杆菌产γ‑聚谷氨酸的产量,该方法比只有副地衣芽孢杆菌纯种的发酵γ‑聚谷氨酸的产量提高30‑89%。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域,具体涉及一种提高γ-聚谷氨酸产量的液体发酵方法。
背景技术
γ-聚谷氨酸由D-和L-谷氨酸单元组成,它们通过γ-酰胺键聚合。由于γ-聚谷氨酸主链中存在许多游离羧基,因此具有优异的吸水性和保湿性。此外,这种分子是可生物降解的且无毒的。因此,γ-聚谷氨酸已被开发用于各种潜在的工业应用,例如水凝胶、絮凝剂、增稠剂、分散剂、药物输送、化妆品和饲料添加剂。传统提高γ-聚谷氨酸产量的方法是通过改变发酵培养基,筛选新菌种。改变发酵培养基方法提高幅度有限,筛选新菌种方法费时费力。而本发明另辟蹊径。通过不同菌种混合培养方式提高γ-聚谷氨酸产量从没报道过的。
发明内容
本发明的目的是提供一种不同菌混合培养方式提高γ-聚谷氨酸产量的方法,是将枯草芽孢杆菌菌液添加入副地衣芽孢杆菌发酵液中,使γ-聚谷氨酸产量提高。
优选的,所述的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332;所述的副地衣芽孢杆菌为副地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis ATCC 9945a。
优选的,所述的方法包括以下步骤:将副地衣芽孢杆菌Bacillusparalicheniformis ATCC9945a接入发酵培养基中发酵7-56h,然后加入枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332菌液继续发酵16-113h。
优选的,所述的发酵培养基每升含有:柠檬酸12g、甘油80g、L-谷氨酸20g、氯化铵7g、磷酸氢二钾0.5g、七水硫酸镁0.5g、二水氯化钙0.15g和一水硫酸锰0.104g,余量为水,pH 6.5。
优选的,所述的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332菌液接入发酵培养基中的接种量为体积分数1-10%。
本发明的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332和副地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis ATCC 9945a均为市售产品,购买于北京中原合聚经贸有限公司。
本发明还提供上述的液体发酵方法在提高γ-聚谷氨酸产量中的应用。
本发明通过不同菌的混合培养,利用枯草芽孢杆菌来提高副地衣芽孢杆菌产γ-聚谷氨酸的产量,该方法比只有副地衣芽孢杆菌纯种的发酵γ-聚谷氨酸的产量提高30-89%。这种发酵γ-聚谷氨酸的方法有别于传统纯种的发酵方法。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
以下实施例中的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332和副地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis ATCC 9945a均为市售产品,购买于北京中原合聚经贸有限公司。
实施例1:
菌种的活化:将副地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis ATCC 9945a菌种和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332菌种分别接种在固体培养基斜面上,37℃培养16~24h,得到活化的菌种。所述的固体培养基的成分:蛋白胨10g/L,牛肉膏3g/L,氯化钠5g/L,琼脂20g/L,余量为水,pH 7.0~7.2;配制方法是将上述成分混合均匀后,调pH值,然后灭菌备用。
副地衣芽孢杆菌种子液的制备:取2环上述活化的副地衣芽孢杆菌菌种,接入装有50mL发酵培养基的300mL三角瓶中,37℃,100rpm振荡培养18h,得到副地衣芽孢杆菌种子液。所述的发酵培养基的成分:柠檬酸12g/L,甘油80g/L,L-谷氨酸20g/L,氯化铵7g/L,磷酸氢二钾0.5g/L,七水硫酸镁0.5g/L,二水氯化钙0.15g/L,一水硫酸锰0.104g/L,六水氯化铁0.04g/L,余量为水,调pH为6.5;配制方法是将上述成分混合均匀后,调pH值,然后灭菌备用。
枯草芽孢杆菌种子液的制备:取2环上述活化的枯草芽孢杆菌菌种,接入装有50mL培养基的300mL三角瓶中,37℃,100rpm振荡培养16h,得到枯草芽孢杆菌种子液。所述的培养基的成分:蛋白胨10g/L,酵母抽提物5g/L,氯化钠10g/L,余量为水,pH7.0;配制方法是将上述成分混合均匀后,调pH值,然后灭菌备用。
液体摇瓶发酵:发酵培养基分装50mL入300mL三角瓶,将副地衣芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数10%接入到发酵培养基中,发酵温度37℃,在摇床振荡培养7h,摇床转速200r/min。再将枯草芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数5%接入到上述发酵培养基中,继续发酵。发酵温度37℃,在摇床振荡培养113h,摇床转速200r/min。发酵完毕,检测γ-聚谷氨酸的产量为33.34g/L。
实施例2:
菌种的活化和副地衣芽孢杆菌种子液的制备步骤与实施例1相同。
枯草芽孢杆菌种子液的制备:取2环上述活化的枯草芽孢杆菌菌种,接入装有50mL培养基的300mL三角瓶中,37℃,100rpm振荡培养16h,得到枯草芽孢杆菌种子液。所述的培养基的成分:蛋白胨10g/L,酵母抽提物5g/L,氯化钠10g/L,余量为水,pH7.0;配制方法是将上述成分混合均匀后,调pH值,然后灭菌备用。
液体摇瓶发酵:发酵培养基分装50mL入300mL三角瓶,将副地衣芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数1%接入到发酵培养基中,发酵温度37℃,在摇床振荡培养56h,摇床转速100r/min。再将枯草芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数1%接入到上述发酵培养基中,继续发酵。发酵温度37℃,在摇床振荡培养16h,摇床转速100r/min。发酵完毕,检测γ-聚谷氨酸的产量为35.24g/L。
实施例3:
菌种的活化和副地衣芽孢杆菌种子液的制备步骤与实施例1相同。
枯草芽孢杆菌种子液的制备:取2环上述活化的枯草芽孢杆菌菌种,接入装有50mL培养基的300mL三角瓶中,37℃,200rpm振荡培养24h,得到枯草芽孢杆菌种子液。所述的培养基的成分:蛋白胨10g/L,酵母抽提物5g/L,氯化钠10g/L,余量为水,pH7.0;配制方法是将上述成分混合均匀后,调pH值,然后灭菌备用。
液体摇瓶发酵:发酵培养基分装50mL入300mL三角瓶,将副地衣芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数5%接入到发酵培养基中,发酵温度37℃,在摇床振荡培养27h,摇床转速250r/min。再将枯草芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数10%接入到上述发酵培养基中,继续发酵。发酵温度37℃,在摇床振荡培养48h,摇床转速200r/min。发酵完毕,检测γ-聚谷氨酸的产量为43.77g/L。
实施例4:
菌种的活化和副地衣芽孢杆菌种子液的制备步骤与实施例1相同。
枯草芽孢杆菌种子液的制备:取2环上述活化的枯草芽孢杆菌菌种,接入装有50mL培养基的300mL三角瓶中,37℃,200rpm振荡培养30h,得到枯草芽孢杆菌种子液。所述的培养基的成分:所述的培养基的成分:蛋白胨10g/L,酵母抽提物5g/L,氯化钠10g/L,余量为水,pH7.0;配制方法是将上述成分混合均匀后,调pH值,然后灭菌备用。
液体摇瓶发酵:发酵培养基分装50mL入300mL三角瓶,将副地衣芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数5%接入到发酵培养基中,发酵温度37℃,在摇床振荡培养48h,摇床转速200r/min。再将枯草芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数5%接入到上述发酵培养基中,继续发酵。发酵温度37℃,在摇床振荡培养24h,摇床转速200r/min。发酵完毕,检测γ-聚谷氨酸的产量为48.39g/L。
对比例1:
菌种的活化和副地衣芽孢杆菌种子液的制备步骤与实施例1相同。
液体摇瓶发酵:发酵培养基分装50mL入300mL三角瓶,将副地衣芽孢杆菌种子液按接种量为体积分数10%接入到发酵培养基中,发酵温度37℃,在摇床振荡培养120h,摇床转速200r/min。发酵完毕,检测γ-聚谷氨酸的产量为25.66g/L。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种提高γ-聚谷氨酸产量的液体发酵方法,其特征在于,包括以下步骤:将枯草芽孢杆菌菌液添加入副地衣芽孢杆菌发酵液中,使γ-聚谷氨酸产量提高。
2.根据权利要求1所述的液体发酵方法,其特征在于,所述的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332;所述的副地衣芽孢杆菌为副地衣芽孢杆菌Bacillusparalicheniformis ATCC 9945a。
3.根据权利要求1所述的液体发酵方法,其特征在于,包括以下步骤:将副地衣芽孢杆菌Bacillus paralicheniformis ATCC 9945a接入发酵培养基中发酵7-56h,然后加入枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis ATCC 21332菌液继续发酵16-113h。
4.根据权利要求3所述的液体发酵方法,其特征在于,所述的发酵培养基每升含有:柠檬酸12g、甘油80g、L-谷氨酸20g、氯化铵7g、磷酸氢二钾0.5g、七水硫酸镁0.5g、二水氯化钙0.15g和一水硫酸锰0.104g,余量为水,pH 6.5。
5.根据权利要求3所述的液体发酵方法,其特征在于,所述的枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis ATCC 21332菌液接入发酵培养基中的接种量为体积分数1-10%。
6.权利要求1-5任一项所述的液体发酵方法在提高γ-聚谷氨酸产量中的应用。
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