发明内容
本发明的目的在于提供一种利用农副产品固体发酵低成本生产γ-聚谷氨酸的方法,其采用固体发酵的方式以及分级超滤纯化的生产工艺,能够大幅降低γ-PGA成本,且其过程控制难度小,设备厂房等固定资产投入低,能耗消耗低。
为达到上述目的,本发明提供的利用农副产品固体发酵低成本生产γ-聚谷氨酸的方法,其包含以下步骤:
1.菌种的保藏:在富含营养的固体培养基斜面上于25-38℃培养,可于2-8℃短期保藏,
固体培养基的成分包含:蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.种子液的制备:
2.1.将上述种子转入含富含营养的液体培养基的三角瓶中,25-38℃,150-250rpm培养3-10小时至对数生长中期;液体培养基的成分是蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.2.按照每升培养基的加入量配制种子培养基:葡萄糖10-60克;蛋白胨0.5-20克;谷氨酸5-80克;柠檬酸4-30克,氯化铵2-30克;K2HPO4 0.1-4克;MgSO4·7H2O 0.1-4克;FeCl3·6H2O 0.01-1克;CaCl2·2H2O 0.05-4克;MnSO4·H2O 0.05-1克;补充蒸馏水至1000ml,灭菌前pH 5.5-8.0;250ml的三角摇瓶中分装50ml的培养基;并按0.1-10%的接种量将上述活化好的菌种转入,25-38℃下培养3-10小时至对数中期;
3.摇瓶固体发酵,
3.1发酵培养基:固体发酵培养基分包含固体成分和营养液两部分,固体成分为黄豆饼粉和麸皮,它们的质量比为0.6-2.5。营养液成分为(g/L):甘油5-80,柠檬酸7-40,谷氨酸5-80,氯化铵2-30,MgSO4·7H2O 0.1-1.0,FeCl3·6H2O 0.01-1,CaCl2·2H2O 0.05-0.2,MnSO4·H2O 0.01-0.4,K2HPO4·3H2O0.01-2.0,PH为5.5-8.0;用营养液调整固体发酵培养基的湿度,使灭菌前培养基湿度在50%以上;
3.2:发酵条件,摇瓶中装入步骤3.1得到的固体发酵培养基10-30g,种子液的接种量为1%-10%(ml/g),发酵温度25-45℃,发酵时间24-72小时,发酵过程中翻动培养物1-3次;
3.3:摇瓶内装入按要求配制的固体发酵培养基,充分混合后用纱布封口,100℃-121℃灭菌10-40分钟;将步骤2得到的种子液接入已灭菌的含固体发酵培养基的摇瓶中,充分混合;置恒温箱中静置培养,恒温箱中保持50%以上的湿度以防止培养基过度失水;每隔12-24小时翻动培养物,保证菌体在固体基中生长均匀。
4.γ-PGA的提取和纯化
4.1.提取:收集发酵好的培养物,加入5-20倍的蒸馏水或生理盐水,充分混合,浸泡后混匀;
4.2.过滤:过滤出浸提液,滤渣再按步骤4.1的方式浸提,过滤出浸提液,重复2-4次;且合并各次的浸提液;
4.3.离心:将浸提液调整PH至2-8,以5000-15000rpm离心5-80分钟,收集上层聚谷氨酸溶液;
4.4.超滤:用不同孔径(截留分子量2,000,000道尔顿、1,000,000道尔顿、500,000道尔顿、300,000道尔顿、200,000道尔顿、20,000道尔顿、10,000道尔顿等)的超滤膜进行超滤,得到不同分子量分布的γ-PGA溶液;
4.5.有机溶剂沉淀:加入2-5倍的冷乙醇或甲醇等有机溶剂至γ-PGA溶液中,放置过夜,收集沉淀;有必要时用蒸馏水溶解沉淀,再用有机溶剂沉淀,经过多次反复后能得到高纯度γ-PGA;
4.6.冷冻干燥:沉淀经过冷冻干燥后密封在干燥器中保存,防止吸水。
本发明还提供一种利用农副产品固体发酵低成本生产γ-聚谷氨酸的方法,其包含以下步骤:
1.菌种的保藏,
1.1.将能产生γ-PGA的微生物的菌种在固体培养基斜面上于25-38℃培养,可于2-8℃短期保藏,固体培养基的成分包含:蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
1.2.以冷冻甘油管长期保藏,将培养好的γ-PGA产生菌移至无菌10-40%甘油保藏管中,40-80℃水浴处理5分钟以上,-20℃~-80℃冷冻保藏作为原始菌种;生产菌种需从原始菌种中转接;
2.种子液的制备;
2.1.将冷冻保藏的菌种接种于固体培养基的斜面上,25-38℃培养24-72小时;
2.2.将上述活化的种子转入含富含营养的液体培养基的三角瓶中,25-38℃,150-250rpm培养3-10小时至对数生长中期;液体培养基的成分为蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.3.按照每升培养基的加入量配制种子培养基:葡萄糖10-60克;蛋白胨0.5-20克;谷氨酸5-80克;柠檬酸4-30克,氯化铵2-30克;K2HPO4 0.1-4克;MgSO4·7H2O 0.1-4克;FeCl3·6H2O 0.01-1克;CaCl2·2H2O 0.05-4克;MnSO4·H2O 0.05-1克;补充蒸馏水至1000ml,灭菌前pH 5.5-8.0;250ml的三角摇瓶中分装50ml的培养基。并按0.1-10%的接种量将上述活化好的菌种转入,25-38℃下培养3-10小时至对数中期;
3.摇瓶固体发酵,
3.1发酵培养基:固体发酵培养基分包含固体成分和营养液两部分,固体成分为黄豆饼粉和麸皮,它们的质量比为0.6-2.5。营养液成分为(g/L):甘油5-80,柠檬酸7-40,谷氨酸5-80,氯化铵2-30,MgSO4·7H2O 0.1-1.0,FeCl3·6H2O 0.01-1,CaCl2·2H2O 0.05-0.2,MnSO4·H2O 0.01-0.4,K2HPO4·3H2O0.01-2.0,pH 5.5-8.0;用营养液调整固体发酵培养基的湿度,使灭菌前培养基湿度在50%以上;
3.2.发酵条件,摇瓶中装入步骤3.1得到的固体发酵培养基10-30g,种子液的接种量为1%-10%(ml/g),发酵温度25-45℃,发酵时间24-72小时,发酵过程中翻动培养物1-3次;
3.3.摇瓶内装入按要求配制的固体发酵培养基,充分混合后用纱布封口,100℃-121℃灭菌10-40分钟;将步骤2得到的种子液接入已灭菌的含培养基的摇瓶中,充分混合;置恒温箱中静置培养,恒温箱中保持50%以上的湿度以防止培养基过度失水;每隔12-24小时翻动培养物,保证菌体在固体基中生长均匀;
4.γ-PGA的提取和纯化
4.1.提取:收集发酵好的培养物,加入5-20倍的蒸馏水或生理盐水,充分混合,浸泡后混匀;
4.2.过滤:过滤出浸提液,滤渣再按步骤4.1的方式浸提,过滤出浸提液,重复2-4次;且合并各次的浸提液;
4.3.离心:将浸提液调整PH至2-8,以5000-15000rpm离心5-80分钟,收集上层聚谷氨酸溶液;
4.4.超滤:用不同孔径(截留分子量2,000,000道尔顿、1,000,000道尔顿、500,000道尔顿、300,000道尔顿、200,000道尔顿、20,000道尔顿、10,000道尔顿等)的超滤膜进行超滤,得到不同分子量分布的γ-PGA溶液;
4.5.有机溶剂沉淀:加入2-5倍的冷乙醇或甲醇等有机溶剂至γ-PGA溶液中,放置过夜,收集沉淀;有必要时用蒸馏水溶解沉淀,再用有机溶剂沉淀,经过多次反复后能到高纯度γ-PGA;
4.6.冷冻干燥:沉淀经过冷冻干燥后密封在干燥器中保存,防止吸水。
本发明还提供一种利用农副产品固体发酵低成本生产γ-聚谷氨酸的方法,其包含以下步骤:
1.菌种的保藏:在富含营养的固体培养基斜面上于25-38℃培养,可于2-8℃短期保藏,
固体培养基的成分包含:蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.种子液的制备;
2.1.将上述种子转入含富含营养的液体培养基的三角瓶中,25-38℃,150-250rpm培养3-10小时至对数生长中期;液体培养基的成分是蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.2.按照每升培养基的加入量配制种子培养基:葡萄糖10-60克;蛋白胨0.5-20克;谷氨酸5-80克;柠檬酸4-30克,氯化铵2-30克;K2HPO4 0.1-4克;MgSO4·7H2O 0.1-4克;FeCl3·6H2O 0.01-1克;CaCl2·2H2O 0.05-4克;MnSO4·H2O 0.05-1克;补充蒸馏水至1000ml,灭菌前PH为5.5-8.0;250ml的三角摇瓶中分装50ml的培养基。并按0.1-10%的接种量将上述活化好的菌种转入,25-38℃下培养3-10小时至对数中期;
3.浅盘固体发酵
3.1.发酵培养基:固体发酵培养基分固体成分和营养液两部分,固体成分为黄豆饼粉和麸皮,它们的质量比为0.6-2.5;液料成分为(g/L):甘油10-100,柠檬酸3-28,谷氨酸10-50,氯化铵7-30,MgSO4·7H2O 0.1-1.0,FeCl3·6H2O 0.01-0.1,CaCl2·2H2O 0.05-0.2,MnSO4·H2O 0.05-0.2,K2HPO4·3H2O0.1-1.0,PH为6.0-8.0;用液料调整固体发酵培养基的湿度,使灭菌前湿度在50%-75%之间;
3.2.发酵条件:使用面积为0.2-1平方米的平底托盘或类似容器,装料固体发酵培养基厚度1-10cm,种子液的接种量为1%-10%(ml/g),发酵温度30-45℃,发酵时间24-72小时,发酵过程中翻动培养物;
3.3.将按要求配制的培养固体发酵培养基经充分混合,均匀的平铺于盘中,用多层纱布覆盖培养基,100℃-121℃灭菌10-40分钟;将上述步骤2得到的种子液接入已灭菌的固体发酵培养基中,经过充分混合后均匀地铺开,尽量保持厚度一致,再盖上湿润的无菌纱布;置恒温箱或洁净恒温培养室中静置培养,恒温箱中保持50%以上的湿度以防止培养基过度失水,必要时向纱布上喷无菌水保持培养基的湿度。每隔12-24小时翻动培养物,保证菌体在固体基中生长均匀。
步骤3.3可以为步骤3.4取代:将配制好的固体发酵培养基先放于其他容器中灭菌,灭完后在无菌环境中按要求分装入多个盘中。将上述步骤2得到的种子液接入已灭菌的固体发酵培养基中,经过充分混合后均匀地铺开,尽量保持厚度一致,再盖上湿润的无菌纱布。置恒温箱或洁净恒温培养室中静置培养,恒温箱中保持50%以上的湿度以防止培养基过度失水,有必要时可以向纱布上喷无菌水保持培养基的湿度。每隔12-24小时翻动培养物,保证菌体在固体基中生长均匀。
4.γ-PGA的提取和纯化
4.1.提取:收集发酵好的培养物,加入5-20倍的蒸馏水或生理盐水,充分混合,浸泡后混匀;
4.2.过滤:过滤出浸提液,滤渣再按步骤4.1的方式浸提,过滤出浸提液,重复2-4次;且合并各次的浸提液;
4.3.离心:将浸提液调整PH至2-8,以5000-15000rpm离心5-80分钟,收集上层聚谷氨酸溶液;
4.4.超滤:用不同孔径(截留分子量2,000,000道尔顿、1,000,000道尔顿、500,000道尔顿、300,000道尔顿、200,000道尔顿、20,000道尔顿、10,000道尔顿等)的超滤膜进行超滤,得到不同分子量分布的γ-PGA溶液;
4.5.有机溶剂沉淀:加入2-5倍的冷乙醇或甲醇等有机溶剂至γ-PGA溶液中,放置过夜,收集沉淀;有必要时用蒸馏水溶解沉淀,再用有机溶剂沉淀,经过多次反复后能到高纯度γ-PGA;
4.6.冷冻干燥:沉淀经过冷冻干燥后密封在干燥器中保存,防止吸水。
本发明还提供一种利用农副产品固体发酵低成本生产γ-聚谷氨酸的方法,其包含以下步骤:
1.菌种的保藏,
1.1.将能产生γ-PGA的微生物的菌种在固体培养基斜面上于25-38℃培养,可于2-8℃短期保藏,固体培养基的成分包含:蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,pH 5.5-8.5;
1.2.以冷冻甘油管长期保藏,将培养好的γ-PGA产生菌移至无菌10-40%甘油保藏管中,40-80℃水浴处理5分钟以上,-20℃~-80℃冷冻保藏作为原始菌种;生产菌种需从原始菌种中转接;
2.种子液的制备,
2.1.将冷冻保藏的菌种接种于固体培养基的斜面上,25-38℃培养24-72小时;
2.2.将上述活化的种子转入含液体培养基的瓶中,25-38℃,150-250rpm培养3-10小时至对数生长中期;液体培养基的成分为蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.3.按照每升培养基的加入量配制种子培养基:葡萄糖10-60克;蛋白胨0.5-20克;谷氨酸5-80克;柠檬酸4-30克,氯化铵2-30克;K2HPO4 0.1-4克;MgSO4·7H2O 0.1-4克;FeCl3·6H2O 0.01-1克;CaCl2·2H2O 0.05-4克;MnSO4·H2O 0.05-1克;补充蒸馏水至1000ml,灭菌前pH 5.5-8.0;250ml的三角摇瓶中分装50ml的培养基;并按0.1-10%的接种量将上述活化好的菌种转入,25-38℃下培养3-10小时至对数中期;
3.浅盘固体发酵
3.1.发酵培养基:固体发酵培养基分固体成分和营养液两部分,固体成分为黄豆饼粉和麸皮,它们的质量比为0.6-2.5;液料成分为(g/L):甘油10-100,柠檬酸3-28,谷氨酸10-50,氯化铵7-30,MgSO4·7H2O 0.1-1.0,FeCl3·6H2O 0.01-0.1,CaCl2·2H2O 0.05-0.2,MnSO4·H2O 0.05-0.2,K2HPO4·3H2O0.1-1.0,PH为6.0-8.0;用液料调整固体发酵培养基的湿度,使灭菌前湿度在50%-75%之间;
3.2.发酵条件:使用面积为0.2-1平方米的平底托盘或类似容器,装料固体发酵培养基厚度1-10cm,种子液的接种量1%-10%(g/ml),发酵温度30-45℃,发酵时间24-72小时,发酵过程中翻动培养物;
3.3.将按要求配制的培养固体发酵培养基经充分混合,均匀的平铺于盘中,用多层纱布覆盖培养基,100℃-121℃灭菌10-40分钟;将上述步骤2得到的种子液接入已灭菌的固体发酵培养基中,经过充分混合后均匀地铺开,尽量保持厚度一致,再盖上湿润的无菌纱布;置恒温箱或洁净恒温培养室中静置培养,恒温箱中保持50%以上的湿度以防止培养基过度失水,必要时向纱布上喷无菌水保持培养基的湿度。每隔12-24小时翻动培养物,保证菌体在固体基中生长均匀。
步骤3.3可以为步骤3.4取代:将配制好的固体发酵培养基先放于其他容器中灭菌,灭完后在无菌环境中按要求分装入多个盘中。将上述步骤2得到的种子液接入已灭菌的固体发酵培养基中,经过充分混合后均匀地铺开,尽量保持厚度一致,再盖上湿润的无菌纱布。置恒温箱或洁净恒温培养室中静置培养,恒温箱中保持50%以上的湿度以防止培养基过度失水,有必要时可以向纱布上喷无菌水保持培养基的湿度。每隔12-24小时翻动培养物,保证菌体在固体基中生长均匀。
4.γ-PGA的提取和纯化
4.1.提取:收集发酵好的培养物,加入5-20倍的蒸馏水或生理盐水,充分混合,浸泡后混匀;
4.2.过滤:过滤出浸提液,滤渣再按步骤4.1的方式浸提,过滤出浸提液,重复2-4次;且合并各次的浸提液;
4.3.离心:将浸提液调整PH至2-8,以5000-15000rpm离心5-80分钟,收集上层聚谷氨酸溶液;
4.4.超滤:用不同孔径(截留分子量2,000,000道尔顿、1,000,000道尔顿、500,000道尔顿、300,000道尔顿、200,000道尔顿、20,000道尔顿、10,000道尔顿等)的超滤膜进行超滤,得到不同分子量分布的γ-PGA溶液;
4.5.有机溶剂沉淀:加入2-5倍的冷乙醇或甲醇等有机溶剂至γ-PGA溶液中,放置过夜,收集沉淀;有必要时用蒸馏水溶解沉淀,再用有机溶剂沉淀,经过多次反复后能到高纯度γ-PGA;
4.6.冷冻干燥:沉淀经过冷冻干燥后密封在干燥器中保存,防止吸水。
本发明还提供一种利用农副产品固体发酵低成本生产γ-聚谷氨酸的方法,其包含以下步骤:
1.菌种的保藏:在富含营养的固体培养基斜面上于25-38℃培养,可于2-8℃短期保藏,
固体培养基的成分包含:蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.种子液的制备;
2.1.将上述种子转入含富含营养的液体培养基的三角瓶中,25-38℃,150-250rpm培养3-10小时至对数生长中期;液体培养基的成分是蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.2.按照每升培养基的加入量配制种子培养基:葡萄糖10-60克;蛋白胨0.5-20克;谷氨酸5-80克;柠檬酸4-30克,氯化铵2-30克;K2HPO4 0.1-4克;MgSO4·7H2O 0.1-4克;FeCl3·6H2O 0.01-1克;CaCl2·2H2O 0.05-4克;MnSO4·H2O 0.05-1克;补充蒸馏水至1000ml,灭菌前PH为5.5-8.0;250ml的三角摇瓶中分装50ml的培养基;并按0.1-10%的接种量将上述活化好的菌种转入,25-38℃下培养3-10小时至对数中期;
3.固体发酵罐发酵:
3.1.发酵培养基:固体发酵培养基分为固体成分和营养液两部分,固体成分为黄豆饼粉和麸皮,它们的质量比为0.4-3之间;液料成分为(g/L):甘油15-100,柠檬酸5-40,谷氨酸10-50,氯化铵10-70,MgSO4·7H2O 0.05-2.0,FeCl3·6H2O 0.01-0.1,CaCl2·2H2O 0.05-0.5,MnSO4·H2O 0.05-0.4,K2HPO4·3H2O0.1-1.0,PH为5.5-8.0;用液料调整固体发酵培养基的湿度,使灭菌前湿度在50%以上;
3.2.发酵条件:采用固体发酵罐,能实现温度、湿度和通气量的控制,可以自动翻动培养物,便于清洗,节约空间和减低劳动强度,适合大规模生产;装料厚度1-20cm,接种量0.5%-10%,发酵温度25-45℃,发酵时间24-72小时,发酵过程中翻动培养物;
3.3.将要求配制固体发酵培养基装入发酵罐,通蒸汽高压灭菌,100℃-121℃灭菌10-40分钟。将步骤2得到的种子液喷入已灭菌的固体发酵培养基中,充分混合。静置发酵,发酵罐中保持30%以上的湿度以防止培养基过度失水。每隔12-24小时用进行翻动培养物保证菌体在固体基中生长均匀。发酵结束后出料;
4.γ-PGA的提取和纯化
4.1.提取:收集发酵好的培养物,加入5-20倍的蒸馏水或生理盐水,充分混合,浸泡后混匀;
4.2.过滤:过滤出浸提液,滤渣再按步骤4.1的方式浸提,过滤出浸提液,重复2-4次;且合并各次的浸提液;
4.3.离心:将浸提液调整pH至2-8,以5000-15000rpm离心5-80分钟,收集上层聚谷氨酸溶液;
4.4.超滤:用不同孔径(截留分子量2,000,000道尔顿、1,000,000道尔顿、500,000道尔顿、300,000道尔顿、200,000道尔顿、20,000道尔顿、10,000道尔顿等)的超滤膜进行超滤,得到不同分子量分布的γ-PGA溶液;
4.5.有机溶剂沉淀:加入2-5倍的冷乙醇或甲醇等有机溶剂至γ-PGA溶液中,放置过夜,收集沉淀;有必要时用蒸馏水溶解沉淀,再用有机溶剂沉淀,经过多次反复后能得到高纯度γ-PGA;
4.6.冷冻干燥:沉淀经过冷冻干燥后密封在干燥器中保存,防止吸水。
本发明还提供一种利用农副产品固体发酵低成本生产γ-聚谷氨酸的方法,其包含以下步骤:
1.菌种的保藏:
1.1.将能产生γ-PGA的微生物的菌种在固体培养基斜面上于25-38℃培养,可于2-8℃短期保藏,固体培养基的成分包含:蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%, NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,pH 5.5-8.5;
1.2.以冷冻甘油管长期保藏,将培养好的γ-PGA产生菌移至无菌10-40%甘油保藏管中,40-80℃水浴处理5分钟以上,-20℃~-80℃冷冻保藏作为原始菌种;生产菌种需从原始菌种中转接;
2.种子液的制备:
2.1.将冷冻保藏的菌种接种于固体培养基的斜面上,25-38℃培养24-72小时;
2.2.将上述活化的种子转入含液体培养基的瓶中,25-38℃,150-250rpm培养3-10小时至对数生长中期;液体培养基的成分为蛋白胨0.5-1.0%,酵母粉0.1-1%,NaCl 0.1-5%,琼脂1-2%,PH为5.5-8.5;
2.3.按照每升培养基的加入量配制种子培养基:葡萄糖10-60克;蛋白胨0.5-20克;谷氨酸5-80克;柠檬酸4-30克,氯化铵2-30克;K2HPO4 0.1-4克;MgSO4·7H2O 0.1-4克;FeCl3·6H2O 0.01-1克;CaCl2·2H2O 0.05-4克;MnSO4·H2O 0.05-1克;补充蒸馏水至1000ml,灭菌前PH为5.5-8.0;250ml的三角摇瓶中分装50ml的培养基。并按0.1-10%的接种量将上述活化好的菌种转入,25-38℃下培养3-10小时至对数中期;
3.固体发酵罐发酵:
3.1.发酵培养基:固体发酵培养基分为固体成分和营养液两部分,固体成分为黄豆饼粉和麸皮,它们的质量比为0.4-3之间;液料成分为(g/L):甘油15-100,柠檬酸5-40,谷氨酸10-50,氯化铵10-70,MgSO4·7H2O 0.05-2.0,FeCl3·6H2O 0.01-0.1,CaCl2·2H2O 0.05-0.5,MnSO4·H2O 0.05-0.4,K2HPO4·3H2O0.1-1.0,PH为5.5-8.0;用液料调整固体发酵培养基的湿度,使灭菌前湿度在50%以上;
3.2.发酵条件:采用固体发酵罐,能实现温度、湿度和通气量的控制,可以自动翻动培养物,便于清洗,节约空间和减低劳动强度,适合大规模生产;装料厚度1-20cm,接种量0.5%-10%,发酵温度25-45℃,发酵时间24-72小时,发酵过程中翻动培养物;
3.3.将要求配制固体发酵培养基装入发酵罐,通蒸汽高压灭菌,100℃-121℃灭菌10-40分钟。将步骤2得到的种子液喷入已灭菌的固体发酵培养基中,充分混合。静置发酵,发酵罐中保持30%以上的湿度以防止培养基过度失水。每隔12-24小时用进行翻动培养物保证菌体在固体基中生长均匀。发酵结束后出料。
4.γ-PGA的提取和纯化
4.1.提取:收集发酵好的培养物,加入5-20倍的蒸馏水或生理盐水,充分混合,浸泡后混匀;
4.2.过滤:过滤出浸提液,滤渣再按步骤4.1的方式浸提,过滤出浸提液,重复2-4次;且合并各次的浸提液;
4.3.离心:将浸提液调整PH至2-8,以5000-15000rpm离心5-80分钟,收集上层聚谷氨酸溶液;
4.4.超滤:用不同孔径(截留分子量2,000,000道尔顿、1,000,000道尔顿、500,000道尔顿、300,000道尔顿、200,000道尔顿、20,000道尔顿、10,000道尔顿等)的超滤膜进行超滤,得到不同分子量分布的γ-PGA溶液;
4.5.有机溶剂沉淀:加入2-5倍的冷乙醇或甲醇等有机溶剂至γ-PGA溶液中,放置过夜,收集沉淀;有必要时用蒸馏水溶解沉淀,再用有机溶剂沉淀,经过多次反复后能到高纯度γ-PGA;
4.6.冷冻干燥:沉淀经过冷冻干燥后密封在干燥器中保存,防止吸水。
本发明使γ-PGA的产量达到100g/kg培养基以上,纯化后的γ-PGA纯度达到95%以上,对于不同纯度的γ-PGA的生产成本在1.5万-3万/吨之间,大大低于采用现有技术的生产成本。