[發(fā)明專利]一種固體發(fā)酵生產(chǎn)γ-多聚谷氨酸的細(xì)菌YXY-C1及其產(chǎn)品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010258517.2
• 申請(qǐng)日: 2010-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN101948769A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈其榮;雍曉雨;楊興明;尹成紅;徐陽春;冉煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C12P13/00;C08G69/46;C09K17/18;G01N35/00;G01N27/447;C12R1/07
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張素卿

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種固體發(fā)酵生產(chǎn)γ-多聚谷氨酸的細(xì)菌YXY-C1及其產(chǎn)品。

二、背景技術(shù)

γ-多聚谷氨酸是由微生物利用D-和/或L-型谷氨酸單體通過α-氨基和γ-羧基之間的酰胺鍵聚合而成的一種天然帶負(fù)電和的高分子聚合物，最先由Ivanovics及其合作者在炭疽芽孢桿菌的莢膜中發(fā)現(xiàn)，近幾十年來受到越來越多的關(guān)注。γ-多聚谷氨酸具有高度水溶性和吸水保濕性，且可被生物降解、可食用、對(duì)人和環(huán)境無毒，因此γ-多聚谷氨酸及其衍生物在食品、化工、材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有極大的開發(fā)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

目前國內(nèi)外用于研究γ-多聚谷氨酸生產(chǎn)的典型菌株主要有Bacillus?licheniformisATCC9945a(從土壤中分離得到)和Bacillus?subtilis?IFO3335(從豆制品中分離得到)等。而生產(chǎn)γ-多聚谷氨酸的方法通常有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。相比較于液體發(fā)酵而言，固體發(fā)酵擁有耗能低、設(shè)備簡易、成本低、產(chǎn)生廢棄物少、產(chǎn)量高、回收效率高等優(yōu)勢(shì)，故常用于飼料、食品、能源等微生物發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。

另一方面，規(guī)模化養(yǎng)殖后的畜禽糞便及食品發(fā)酵工業(yè)的下腳料隨地棄置等不僅嚴(yán)重污染了環(huán)境，也極大地浪費(fèi)了大量的養(yǎng)分資源(C、N、P、K、S及微量元素)。本發(fā)明旨在從土壤中分離出一株高產(chǎn)γ-多聚谷氨酸的菌種，該菌株能夠以牛糞和味精粕為主要原料，添加輔料：麩皮、玉米粉、黃豆粉、檸檬酸、MgSO₄·7H₂O、MnSO₄·H₂O，通過固體發(fā)酵生產(chǎn)γ-多聚谷氨酸，具有原料來源廣、成本低、發(fā)酵工藝簡單、產(chǎn)量高、產(chǎn)物提取純化方便等優(yōu)勢(shì)，有很好的應(yīng)用前景。

三、發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明目的在于從土壤中分離一株高產(chǎn)γ-多聚谷氨酸的菌種，利用固體廢棄物和廉價(jià)農(nóng)副產(chǎn)品通過固體發(fā)酵生產(chǎn)γ-多聚谷氨酸。

技術(shù)方案

一種能夠固體發(fā)酵生產(chǎn)γ-多聚谷氨酸的細(xì)菌YXY-C1，屬于死谷芽孢桿菌(Bacillus?vallismortis)，2009年11月30日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，菌種保藏號(hào)為CGMCC?NO.3478。主要生物學(xué)特性為：革蘭氏染色陽性G⁺，細(xì)胞形狀為桿狀，芽孢中生，過氧化氫酶陽性、淀粉水解陽性、V.P.反應(yīng)陽性、纖維素分解陰性、明膠水解陽性、硝酸鹽還原陽性、吲哚試驗(yàn)陽性，能利用檸檬酸鹽，發(fā)酵葡萄糖、木糖、蔗糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣。

該菌株在固體保存培養(yǎng)基上于30℃培養(yǎng)后，可于4℃短期保藏；同時(shí)以種子液與30％甘油按1∶1體積比混勻后-70℃下長期冷凍保存，作為原始菌種。生產(chǎn)用菌種需要從原始菌株轉(zhuǎn)接活化后再利用。

用所述的細(xì)菌YXY-C1固體發(fā)酵生產(chǎn)γ-多聚谷氨酸的方法，包括：以牛糞和味精粕為培養(yǎng)基主要原料，并添加輔料：麩皮、玉米粉、黃豆粉、檸檬酸、MgSO₄·7H₂O和MnSO₄·H₂O，接入YXY-C1種子液，通過固體發(fā)酵生產(chǎn)γ-多聚谷氨酸產(chǎn)品。包括：

1)YXY-C1的種子液制備

將菌株YXY-C1接種到種子液培養(yǎng)基中，搖瓶發(fā)酵生產(chǎn)種子液，發(fā)酵條件為：pH生長范圍7.0-7.2，培養(yǎng)溫度30℃，攪拌速度為180-200轉(zhuǎn)/分鐘，發(fā)酵時(shí)間為16-20小時(shí)，發(fā)酵液中的菌體含量或芽孢量≥1×10⁹個(gè)/ml；所用種子液培養(yǎng)基的配制方法為(以配制1L培養(yǎng)基為例)：稱取蛋白胨10克，酵母膏10克，氯化鈉(NaCl)10g，用水定容至lL，pH值調(diào)制7.0-7.2，121℃滅菌20分鐘。

2)配制固體發(fā)酵培養(yǎng)基

固體發(fā)酵培養(yǎng)基(20g)配制方法為：牛糞2.94g，味精粕2.10g，豆粕1.92g，麩皮0.8g，玉米粉0.59g，檸檬酸0.16g，硫酸鎂(MgSO₄·7H₂O)0.04g，硫酸錳(MnSO₄·H₂O)0.024g，用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)pH至7.0，調(diào)節(jié)含水量為60％，121℃滅菌20分鐘。

3)固體發(fā)酵條件

將種子液以5％的接種量接種到固體發(fā)酵培養(yǎng)基中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍糜诤銣叵渲徐o置培養(yǎng)，固體發(fā)酵溫度為37℃，恒溫箱中濕度保持在60％以上，每隔12小時(shí)攪拌發(fā)酵基質(zhì)一次，發(fā)酵時(shí)間為48小時(shí)。

4)γ-多聚谷氨酸的提取純化