论文部分内容阅读
聚γ-谷氨酸是一种天然存在的水溶性的多聚氨基酸，具有生物可降解性，可食用且对人体和环境无毒害。近年来被作为生物絮凝剂、增稠剂、药物缓释材料、生物可降解纤维、高吸水性树脂、重金属螯合剂以及化妆品添加剂等被广泛地应用于食品工业、药物生产、化妆品工业及污水处理中，是一种具有极大开发价值和广阔应用前景的多功能新型生物制品。 本文从超高压灭菌的哈密瓜汁中筛选得到一株聚γ-谷氨酸高产菌株，对其进行初步鉴定，确定为Bacillus sp.B-53。 通过单因子试验及正交试验分析，得到Bacillus sp.B-53发酵生产聚γ-谷氨酸的最佳培养基组成和培养条件。培养基组成为（g／L）：柠檬酸12，甘油80，L-谷氨酸20，硫酸铵7，K2HPO4 0.7，MgSO4·7H2O 0.5，MnSO4·H2O 0.3，CaCl20.25，FeCl3·6H2O 0.02。Bacillus sp.B-53的适宜培养条件为：培养温度为37℃，初始pH值为6.5，种子液培养48h，接种量4％，装液量为50mL／300mL三角瓶，摇床振荡培养时间为96h，转速150rpm。在优化发酵条件下，Bacillus sp．B-53合成聚γ-谷氨酸可达19.12g／L，产量比优化前的12.56g／L提高52.23％。 通过乙醇、丙酮沉淀及透析处理得到纯化聚γ-谷氨酸，在硅胶薄层层析上显色为单点。对聚γ-谷氨酸的性质研究表明：该物质仅由谷氨酸组成，在212nm处有最大吸收峰；电泳结果表明Bacillus sp．B-53所产聚γ-谷氨酸并非是单一分子量的物质，而是集中在440kDa-669kDa之间的多分子量聚集体；热稳定性试验表明，随着处理温度的升高，聚γ-谷氨酸水溶液在一定的范围内粘度变化不大，聚合物结构比较稳定，在高温下，粘度下降快，聚γ-谷氨酸水解也快，分子量逐渐变小，聚γ-谷氨酸的水解是由谷氨酸链的随机切割引起的；pH值不同，聚γ-谷氨酸的粘度也有差异，在从pH中性调至pH5.0及pH3.0时，粘度分别降低24.58％和97.46％，而从中性调至偏碱性时，粘度变化不明显。 聚γ-谷氨酸能有效的絮凝多种无机和有机介质。在无Ca2+存在时，以高岭土为絮凝介质其絮凝活性可达67.31％，加入Ca2+（2g／L，以CaCl2计）时絮凝活性最大，达到90％以上，最佳絮凝pH值为中性。聚γ-谷氨酸作为生物絮凝剂由于其高效、用途广、可生物降解且降解产物对环境无害，而具有远大的应用前景和商业价值。