一株产聚γ-谷氨酸菌株的筛选

从豆瓣酱等样品中分离获得一株细菌菌株L536,其代谢产物通过紫外扫描分析、纸层析及氨基酸组成分析,确定其为聚谷氨酸,本文报道了聚γ-谷氨酸产生菌株的筛选过程。     

γ-聚谷氨酸合成菌株的筛选与优化培养

从土壤筛中筛选分离获得1株γ-聚谷氨酸合成菌Bacillus subtilis PGS-1,在富含谷氨酸和葡萄糖的培养基中可大量合成γ-聚谷氨酸,与大多文献报道的微生物合成的γ-聚谷氨酸相比,具有较低的分子量(300ku～400ku)和较窄的分子量分布,可适用于低分子量要求的医药、化妆品和水处理等应用领域,值得深入开发研究.为提高γ-聚谷氨酸的发酵产量,对Bacillus subtilis PGS-1的摇瓶培养基条件进行了响应面优化,确定了影响γ-PGA合成的显著因素依次为谷氨酸、葡萄糖和(NH4)2SO4;在优化条件下,γ-聚谷氨酸产量达26g/L,较优化前提高了44%.     

γ-聚谷氨酸生产菌株的鉴定及发酵培养基优化

目的:鉴定一株高产γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)的菌株,并优化其发酵培养基。方法:以实验室前期诱变筛选出的菌株N-2出发,通过16s rDNA核酸序列分析,对该菌株进行了鉴定;采用单因素实验、响应面设计对菌株的发酵培养基进行优化,最终确定最佳培养基配方。结果:经过16s rDNA序列分析,菌株N-2被鉴定为Bacillus subtilis。通过Plackett-Burman(PB)试验,筛选出3个显著影响γ-PGA产量的因素:葡萄糖、谷氨酸钠和K₂HPO₄·3H₂O;用最陡爬坡试验逼近最大产量区后,利用box-behnken试验获得响应曲面最优解,确定葡萄糖、谷氨酸钠和K₂HPO₄·3H₂O的最佳浓度分别为42.93、44.85、2.39 g/L。经过54 h发酵γ-PGA终产量为28.51 g/L,比优化前提高了34.48%。结论:响应面法试验次数少、周期短,可以快速优化发酵培养基成分,结果可靠,是提高产量的有效途径。     

高产γ-聚谷氨酸菌株的选育与鉴定

聚谷氨酸(γ-PGA)是一种生物可降解的大分子物质,广泛应用于医药、化妆品等行业。从高温处理过的腐乳中分离到1株高产γ-PGA的菌株,通过对菌落表观形态特征和电镜照片特征以及生理生化性能的观察分析,初步鉴定为革兰氏阳性枯草芽孢杆菌。该细菌最适生长温度为35℃～38℃:培养条件为蛋白胨20g/L,葡萄糖30g/L,谷氨酸钠30g/L,NaCl 5g/L,pn7．0,温度为37℃,摇床培养250r/min。经红外光谱鉴定其结果与标准品的图谱基本一致。     

一株非谷氨酸依赖型聚谷氨酸产生菌的筛选和鉴定

从土壤中分离到1株可不依赖谷氨酸发酵产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的菌株SK19.001,通过16S rDNA序列比对并结合菌株的形态、生理生化特征分析,鉴定此菌株为甲基营养芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)。在以甘油和蛋白胨F403为碳源和氮源的培养基中,37℃振荡培养24 h,γ-PGA产量可达到14.57 g/L。     

γ-聚谷氨酸产生菌S004-50-01的筛选和优化培养

以纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)S004为出发菌,经诱变选育后得到S004-50-01菌株,聚谷氨酸产量由原菌株的4.25 g/L提高到10.0 g/L,对谷氨酸的利用率由18.2%提高到42.83%。通过正交实验,获得该菌株的优化培养条件为:葡萄糖40 g/L,谷氨酸钠30 g/L,MgSO40.5 g/L,FeCl30.5 g/L,MnSO40.02 g/L,K2HPO43.0 g/L,经72 h发酵培养,聚谷氨酸的平均产量为13.6 g/L,谷氨酸的利用率为45.33%。     

一株γ-PGA生产菌株的分离鉴定及产物性能研究

采用平板划线法从纳豆中分离了一株具有γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamicacid,γ-PGA)生产能力的菌株(JPND618),通过对该菌株形态、生理生化特性研究以及16S rRNA序列对比分析,对其进行了鉴定。同时对发酵产物进行了分析鉴定,研究了其吸水性能、阻垢性能、絮凝性能及可生物降解性能。结果表明,该菌株生化特征与芽孢杆菌属相似,且其16S rDNA序列与Bacillus amyloliquefaciens NBRC 15535同源性达98%,确定该菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。发酵生产γ-PGA产量为4.86g/L,发酵产物γ-PGA的吸水性、可生物降解性明显优于聚丙烯酰胺(PAM),保水性能与PAM相当,对CaSO4、CaCO3的阻垢率最高可达70%以上,对高岭土悬浮液具有良好的絮凝作用,表明菌株JPND618发酵生产γ-PGA是一种性能优良的环境友好型生物材料,具有良好的应用前景。本研究为γ-PGA的发酵生产提供了一株新的菌种,对γ-PGA的生物合成研究及应用具有积极意义。     

金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-聚谷氨酸的影响

聚谷氨酸(γ-PGA)发酵黏度大、产能小,直接影响γ-PGA的推广应用。为提高γ-PGA的发酵产量,旨在探究金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-PGA的影响,以自行选育的枯草芽孢杆菌FRD215为出发菌株,采用单因素试验和正交试验,探讨6种金属离子对枯草芽孢杆菌发酵产γ-PGA的影响。摇瓶试验结果表明,钙、锰、铁离子可促进枯草芽孢杆菌产γ-PGA,钠、铜、锌离子对枯草芽孢杆菌产γ-PGA无明显影响。在发酵培养基中同时添加0.8g/L CaCl₂、0.02 g/L FeCl₃·7H₂O和0.1 g/L MnSO₄·H₂O,γ-PGA产量达53.34 g/L,比优化前至少提高40.0%以上。试验结果对枯草芽孢杆菌FRD215大规模生产和应用具有指导意义。     

解淀粉芽孢杆菌fmbj37产γ-聚谷氨酸发酵培养基的优化

为了提高解淀粉芽孢杆菌fmbj37产γ-聚谷氨酸的产量,采用响应面法优化其发酵培养基成分。首先用Plackett-Burman(PB)设计对培养基中9个组分的重要性进行评价,筛选出3个关键影响因素:蔗糖、谷氨酸钠和磷酸氢二钾。然后进行最陡爬坡实验确定最佳响应面区域,最后通过响应面分析得到蔗糖、谷氨酸钠和磷酸氢二钾的最佳浓度。结果表明,经优化得到的最佳培养基成分为:蔗糖115 g/L、谷氨酸钠59.35 g/L、磷酸氢二钾2.85 g/L、蛋白胨10 g/L、硫酸镁1.5 g/L、氯化钾1 g/L、硫酸亚铁0.0006 g/L、硫酸锰0.025 g/L、硫酸铜0.00064 g/L,在该培养基中γ-聚谷氨酸的产量达到(41.2±0.51)g/L,比优化前的5.2 g/L提高了6.9倍。     

发酵生产γ-聚谷氨酸的补料策略

采用补料分批发酵方法对Bacillus subtilis GXA-28摇瓶发酵生产γ-聚谷氨酸的初始葡萄糖和谷氨酸钠浓度、补料时间、补料配方等进行了研究。确定最优补料时间为17 h,补料配方:葡萄糖20 g/L,谷氨酸5 g/L,KH2PO40.5 g/L、MgSO40.1 g/L。在优化的补料条件下,γ-聚谷氨酸产量由16.24 g/L提高至24.36 g/L,较分批发酵提高了50%;生产强度由0.74g/(L·h)提高至0.87 g/(L·h)。研究结果表明,采用分批补料发酵方法能提高γ-聚谷氨酸生产率,实验方法可给γ-聚谷氨酸中试研究提供参考。     

纳豆芽孢杆菌液体发酵生产γ-聚谷氨酸

本研究采用单因素实验和正交实验优化了纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)液体发酵生产γ-聚谷氨酸的发酵培养基和发酵条件.结果表明,在25 g/L葡萄糖为碳源,15 g/L蛋白胨为氮源,谷氨酸钠添加量20 eel的基础上,纳豆杆菌在pH为7.5,接种量为2%,摇床转速为150r/min,装液量为50mL/250mL三角瓶的条件下液体发酵48h,发酵液的γ-PGA产量达到11.97g/L.产物水解后,经液相色谱检验,初步确定产物为γ-聚谷氨酸.利用SDS-PAGE电泳对发酵产物的分子量进行了测定,结果表明其并非是单一分子量的γ-PGA,而是多种不同分子量的混合体.     

高产聚谷氨酸菌株的选育及鉴定

聚谷氨酸是一种生物可降解的大分子物质,广泛应用于医药、化妆品等行业.本研究从高温处理过的糖蒜、果仁黄瓜、甜酱黄瓜、蜜汁乳瓜、黄豆酱和海会寺腐乳五种传统酱类食品中分离到高产聚谷氨酸(γ-PGA)菌株,通过对菌落表观形态特征以及生理生化性能的观察分析,初步鉴定为革兰氏阳性枯草芽抱杆菌.该细菌最适培养条件为蛋白胨2%,葡萄糖3%,谷氨酸钠3%,pH 7.0,温度37℃,摇床培养250 r/min.发酵产品经初步纯化和红外光谱鉴定,产物图谱与标准品图谱基本一致.     

γ-聚谷氨酸的发酵及保水性能

利用枯草芽孢杆菌发酵生产得到γ-聚谷氨酸,再经过分离提取等步骤得到纯品并研究其吸水性能、保水性能以及对种子发芽率的影响.吸水实验表明,γ-PGA具有很强的吸水能力,在蒸馏水和生理盐水中的吸水倍数约为200g/g,但是在自来水和井水中的吸水能力次之.土壤保水实验表明,γ-PGA在质量浓度为12g/L时保水效果最好,在蒸馏水及生理盐水中效果较好,在自来水及井水中效果其次.此外,γ-PGA对黄豆、红豆的发芽率有明显的提高,但是对绿豆的发芽率存在一定的负面影响.     

碳源对γ-聚谷氨酸发酵的影响

以γ-聚谷氨酸生产菌yt102为供试菌株,研究了碳源对γ-聚谷氨酸发酵的影响.首先通过摇瓶实验确定发酵的最佳碳源为葡萄糖和柠檬酸,二者按一定的比例混合更有利于聚谷氨酸的产生,进一步利用10L发酵罐补料分批发酵确定碳源的最佳用量为40g/L,继续优化培养条件,确定采用溶氧控制的脉冲补料方式可有效延续γ-聚谷氨酸的合成.在最优发酵条件下,通过10L发酵罐补料分批发酵50h,r-聚谷氨酸产量可达34.5g/L.     

枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸的动力学研究

对枯草芽孢杆菌合成γ-聚谷氨酸的发酵动力学特性进行了研究,通过Logistic方程,提出了发酵过程中菌体生长、γ-聚谷氨酸合成、基质消耗的动力学模型.应用MATLAB数值应用软件对实验数据进行处理,得到了枯草芽孢杆菌分批发酵合成γ-聚谷氨酸的动力学模型参数.对实验数据与模型进行比较,结果表明模型与实验数据能较好地拟合,基本上反映了枯草芽孢杆菌分批发酵过程的动力学特征.     

纳豆芽孢杆菌TK-2产γ-聚谷氨酸发酵工艺优化

以γ-聚谷氨酸（γ-PGA）的产量为评价指标,在单因素试验基础上,利用正交试验法对纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）TK-2产γ-PGA的发酵工艺进行优化,并对其发酵产物进行高效液相色谱（HPLC）分析。结果表明,最佳培养基配方是葡萄糖2.5%,蛋白胨2.5%,味精2%,pH值7.5;最佳发酵条件是装液量70 mL/250 mL,接种量2%,发酵温度37 ℃,转速140 r/min,在此优化条件下进行验证试验,γ-PGA产量为11.48 g/L,提高了57.2%。HPLC分析表明,γ-PGA是谷氨酸的一种聚合物,其水解产物只有一种氨基酸。     

高效转化L-谷氨酸为γ-氨基丁酸菌株的筛选、鉴定及初步优化

从发酵食品及自然界中筛选出能利用L-谷氨酸生产γ-氨基丁酸的菌株,并对转化条件进行初步优化。采用乳酸菌分离纯化的方法分离出乳酸菌,再通过初筛、复筛挑选出高产γ-氨基丁酸的菌株,并对其进行形态学、常规生理生化鉴定及16S rDNA基因分析,随后对菌株产γ-氨基丁酸的转化条件进行初步优化。根据常见细菌系统鉴定手册,所筛菌株初步确定为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)。优化后的最佳转化条件为:菌株菌龄为36 h、缓冲液初始pH为4.8、缓冲液浓度为0.2 mol/L。在优化后的转化条件下,添加5 g/dL底物转化24 h,转化率最高可达97.81%,转化液中γ-氨基丁酸的质量浓度达34.26 g/L,该菌种可作为γ-氨基丁酸产生菌,具有较好的γ-氨基丁酸生产潜力。     

纳豆芽孢杆菌液态发酵生产γ-聚谷氨酸

对纳豆芽孢杆菌CICC 20643液态发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的工艺进行了研究。采用单因素实验和正交实验获得了生产γ-PGA的优化培养条件:蔗糖25g/L,酵母膏5g/L,谷氨酸钠40g/L,装液量70mL/250mL锥形瓶,起始pH6.5,菌种在37℃、120r/min培养24h后,于培养基中添加5%NaCl,继续培养24h,γ-PGA的产量达到18.04g/L。实验结果表明:纳豆芽孢杆菌CICC20643是一株产γ-PGA优良菌种,在发酵过程中添加NaCl的工艺能明显提高γ-PGA的产量。     

γ-聚谷氨酸高产菌株的筛选及改良酸化植烟土壤效果研究

为挖掘具有缓解植烟土壤酸化能力的微生物菌株,采用盆栽试验和大田试验相结合的方法,应用生物形态学和分子生物学筛选鉴定了γ-聚谷氨酸（γ-PGA）高产菌株并研究其对酸化植烟土壤的改良效果。结果表明：（1）从黄土高原干旱土壤中筛选得到一株谷氨酸非依赖型γ-PGA高产菌株副地衣芽孢杆菌285-3(Bacillus paralicheniformis);(2)菌株285-3可有效缓解根系分泌物和复合肥料导致的土壤酸化,土壤pH平均提高0.3个单位以上;（3）菌株285-3配施有机肥,可显著降低酸化植烟土壤可交换酸度,对烟草青枯病的防效达到47.05%,同时提高烟叶产质量。综上所述,副地衣芽孢杆菌285-3对酸化植烟土壤有较好的改良效果,与有机肥合用具有控病和提高烟叶产质量的作用。     

枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸的动力学研究

对枯草芽孢杆菌合成γ-聚谷氨酸的发酵动力学特性进行了研究,通过Logistic方程,提出了发酵过程中菌体生长、γ-聚谷氨酸合成、基质消耗的动力学模型。应用MATLAB数值应用软件对实验数据进行处理,得到了枯草芽孢杆菌分批发酵合成γ-聚谷氨酸的动力学模型参数。对实验数据与模型进行比较,结果表明模型与实验数据能较好地拟合,基本上反映了枯草芽孢杆菌分批发酵过程的动力学特征。