System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种发酵生产聚谷氨酸的工艺制造技术_技高网

一种发酵生产聚谷氨酸的工艺制造技术

技术编号:43248226 阅读:11 留言:0更新日期:2024-11-05 17:33
本发明专利技术属于生物发酵技术领域,公开了一种发酵生产聚谷氨酸的工艺,其包括如下步骤:将枯草芽孢杆菌二级种子液按1‑5%的接种量转入到发酵培养基中培养36h,得到聚谷氨酸发酵液;发酵培养基的组分为:葡萄糖40g/L、玉米浆20g/L、酵母膏10g/L、谷氨酸钠50g/L、硫酸铵6g/L、甘油5g/L、D‑苯丙氨酸4g/L、磷酸二氢钾0.2g/L、磷酸氢二钾0.2g/L、七水硫酸镁0.1g/L、七水硫酸亚铁1mg/L。本发明专利技术通过优化发酵培养基组分,提高了聚谷氨酸合成效率。本发明专利技术还采用谷氨酸提取废水替换发酵培养基用水,利用了废水中残余的谷氨酸,提高了谷氨酸提取废水的综合效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物,具体涉及一种发酵生产聚谷氨酸的工艺


技术介绍

1、聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-pga)是在一些特定的微生物中发现的天然聚氨基酸,是一种由谷氨酸通过γ-酰胺键连接聚合而成的多功能肽,目前可以通过微生物发酵实现规模制备。γ-pga的羧基可与羟基结合,安全无毒,具有优良的水溶性、保湿型、吸附性、缓释性、抗冻性等多种生物学特性,可作为保湿剂、絮凝剂、冻干保护剂、药物载体、缓释剂以及医药敷料等应用于多种领域,产生巨大的社会效益和商业应用价值。γ-pga具有极强的水溶性、可生物降解性、生物相容性、安全无毒、可食用和环境友好的生物学特性,被广泛应用于农业、环境保护、医药、食品、工业和化妆品等领域,是一种较为理想的新型生物材料,拥有巨大的应用前景及经济价值,近年来引起越来越多的国内外研究人员的关注。

2、产生γ-pga的菌株根据生物聚合物生产对l-谷氨酸的需求分为两类:l-谷氨酸依赖性和非依赖性菌株。依赖于l-谷氨酸的菌株,在其培养基中添加前体物l-谷氨酸能够高水平地生物合成γ-pga。由于非依赖性菌株发酵γ-pga产量不高,当前市场上主要利用l-谷氨酸依赖性菌株进行γ-pga生产。在获得高产菌株的前提下,通过优化发酵培养基(如碳源、氮源、无机盐等)、优化发酵条件(如温度、p h值、溶氧等)、选择合适的发酵方式(如分批发酵、连续发酵、分批补料发酵等)是提高γ-pga产量的重要手段。

3、中国专利“cn110669798a,农用低成本聚谷氨酸的生产方法”,针对特定枯草芽孢杆菌cgmcc no.2108,通过发酵培养基中添加壳聚糖和氯化钠,来改变细胞壁的通透性,促进聚谷氨酸分泌到胞外,提高了聚谷氨酸的产量。

4、中国专利“cn116144532a,一种高效制备农业用γ-聚谷氨酸的方法”,采用紫外诱变技术进行诱变,经过24代诱变得到变异菌株枯草芽孢杆菌pga2020-10,较出发菌株的发酵产量提高了16%,并且能够高效利用甘油发酵产聚谷氨酸。

5、文献“添加物对枯草芽胞杆菌γ-聚谷氨酸合成代谢的影响,生物加工工程2010年”对枯草芽孢杆菌hcul-b115代谢网络和发酵特性研究的基础上,通过添加适量的氨基酸、有机酸和维生素对聚γ谷氨酸发酵进行合成代谢进行研究。结果发现,l-谷氨酸、l-苯丙氨酸、l-精氨酸、l-天冬氨酸、l-缬氨酸、延胡索酸、草酸、丙二酸、烟酸和抗坏血酸等添加物对菌株hcul-b115合成聚γ谷氨酸有明显促进作用。该菌株属于非l-谷氨酸依赖性菌株,自身能够大量合成谷氨酸。通过加入l-缬氨酸和l-苯丙氨酸使代谢流向丙酮酸方向,从而胞内有较多的丙酮酸进入tca循环,增加了l谷氨酸的积累,从而使得聚谷氨酸合成增加。

6、聚谷氨酸的发酵研究还相对较少,如何提高聚谷氨酸的发酵产酸量是需要不断探索的技术问题。


技术实现思路

1、在cn116144532a的基础上,继续研究和优化pga2020-10的发酵能力,从而增加聚谷氨酸的发酵产量。

2、本专利技术是通过如下技术方案来实现的。

3、一种发酵生产聚谷氨酸的工艺,其包括如下步骤:

4、将枯草芽孢杆菌二级种子液按1-5%的接种量转入到发酵培养基中培养,通过流加葡萄糖溶液控制还原糖浓度不低于0.5%,流加氨水调节ph值至7.0,培养时间36h,得到聚谷氨酸发酵液;

5、所述发酵培养基的组分为:葡萄糖40g/l、玉米浆20g/l、酵母膏10g/l、谷氨酸钠50g/l、硫酸铵6g/l、甘油5g/l、d-苯丙氨酸4g/l、磷酸二氢钾0.2g/l、磷酸氢二钾0.2g/l、七水硫酸镁0.1g/l、七水硫酸亚铁1mg/l,溶剂为水。

6、优选地,所述发酵培养基的组分为:葡萄糖40g/l、玉米浆20g/l、酵母膏10g/l、谷氨酸钠 50g/l、氯化钠40g/l、硫酸铵6g/l、甘油5g/l、d-苯丙氨酸4g/l、磷酸二氢钾0.2g/l、磷酸氢二钾0.2g/l、七水硫酸镁0.1g/l、七水硫酸亚铁1mg/l,溶剂为水。

7、优选地,所述培养条件为:ph值7.0,温度37℃,压力0.05mpa,溶氧控制在10%。

8、进一步地,所述枯草芽孢杆菌二级种子液的制备方法包括:

9、1)将枯草芽孢杆菌pga2020-10(cgmcc no.23581)进行活化,接种于斜面种子培养基,置于恒温箱中37℃培养48h;

10、2)无菌条件下,将斜面菌种接种到一级种子培养基中,37℃培养24h,得到一级种子液;

11、3)将一级种子液按照12%的接种量接入到二级种子培养基中,37℃振荡培养至od600值为4,得到二级种子液。

12、具体地,所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌pga2020-10。

13、优选地,所述斜面种子培养基组分为:蛋白胨10g/l、酵母膏2g/l、葡萄糖5g/l、氯化钠5g/l、琼脂20g/l、磷酸二氢钾1g/l,ph控制在7.0。

14、优选地,所述一级种子培养基和二级种子培养基组分均为:葡萄糖30g/l、玉米浆10g/l、酵母膏10g/l、磷酸二氢钾0.5g/l、磷酸氢二钾0.5g/l;ph控制在7.0。

15、本专利技术取得的有益效果主要包括以下几个方面:

16、聚谷氨酸的合成和分泌受细胞通透性和外排等多方面因素的影响,本专利技术通过研究d-苯丙氨酸、氯化钠、三氯化铁三种组分对pga2020-10发酵能力的影响,发现d-苯丙氨酸、三氯化铁能够提高pga2020-10合成聚谷氨酸的能力,氯化钠影响较小。d-苯丙氨酸联合氯化钠使用明显优于单独使用d-苯丙氨酸,二者具备一定的协同作用,d-苯丙氨酸和三氯化铁联合使用并不能达到相互促进的技术效果。

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【技术保护点】

1.一种发酵生产聚谷氨酸的工艺,其包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述发酵培养基的组分为:葡萄糖40g/L、玉米浆20g/L、酵母膏10g/L、谷氨酸钠 50g/L、氯化钠40g/L、硫酸铵6g/L、甘油5g/L、D-苯丙氨酸4g/L、磷酸二氢钾0.2g/L、磷酸氢二钾0.2g/L、七水硫酸镁0.1g/L、七水硫酸亚铁1mg/L,溶剂为水。

3.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述培养条件为:温度37℃,压力0.05MPa,溶氧控制在10%。

4.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述枯草芽孢杆菌二级种子液的制备方法包括:

5.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌PGA2020-10,保藏号为CGMCC No.23581。

6.根据权利要求4所述的工艺,其特征在于,所述斜面种子培养基组分为:蛋白胨10g/L、酵母膏2g/L、葡萄糖5g/L、氯化钠5g/L、琼脂20g/L、磷酸二氢钾1g/L,pH控制在7.0。

7.根据权利要求4所述的工艺,其特征在于,所述一级种子培养基和二级种子培养基组分均为:葡萄糖30g/L、玉米浆10g/L、酵母膏10g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、磷酸氢二钾0.5g/L;pH控制在7.0。

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【技术特征摘要】

1.一种发酵生产聚谷氨酸的工艺,其包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述发酵培养基的组分为:葡萄糖40g/l、玉米浆20g/l、酵母膏10g/l、谷氨酸钠 50g/l、氯化钠40g/l、硫酸铵6g/l、甘油5g/l、d-苯丙氨酸4g/l、磷酸二氢钾0.2g/l、磷酸氢二钾0.2g/l、七水硫酸镁0.1g/l、七水硫酸亚铁1mg/l,溶剂为水。

3.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述培养条件为:温度37℃,压力0.05mpa,溶氧控制在10%。

4.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述枯草芽孢杆菌二级种子液...

【专利技术属性】
技术研发人员:董力青边恩来时夫龙吕宝龙张启隆伏广好王建文王志远祝咸达郑嘉嘉
申请(专利权)人:内蒙古阜丰生物科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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