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聚γ-谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid;γ-PGA)是微生物产生的一种胞外氨基酸聚合物,由L-谷氨酸(L-Glu)、D-谷氨酸(D-Glu)通过γ-酰胺键结合形成。聚γ-谷氨酸具有生物相容性、生物可降解性、可食用且对人体和环境无毒害等优点。可作为生物絮凝剂、增稠剂、加湿剂、药物载体、药物缓释剂、生物可降解纤维、高吸水性树脂、重金属吸收剂以及食品添加剂等广泛应用于食品工业、药物工业、化妆品工业及污水处理中,是一种应用前景非常广阔的新型生物制品。本课题对γ-PGA产生菌的筛选和鉴定、发酵条件的优化以及γ-PGA提取纯化和表征进行了研究。主要研究结果如下:以表观粘度作为筛选指标,从一豆瓣酱样品中分离筛选到一株产γ-PGA的菌株L536,其发酵液的粘度可达0.41帕·秒。发酵产物经纸层析、氨基酸分析等鉴定,表明由单一谷氨酸聚合而成。依据菌落形态、菌体形态、生理生化特征以及16S rDNA基因序列分析的结果,菌株L536初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌。国内还未见有解淀粉芽孢杆菌产γ-PGA的报道。采用单因素试验和正交试验对菌株L536产γ-PGA的发酵培养基和培养条件进行了优化,确定了最佳发酵培养基组成为(g/L):柠檬酸钠18,谷氨酸钠40,豆粕粉40,氯化钠15,氯化铵7,MgSO4·7H2O 0.9,K2HPO4 0.5,MnSO4·H2O 0.2,CaC12·2H2O 0.2;确定了较优培养条件为:初始值pH7.0,培养温度37℃,摇瓶装液量35mL/250mL三角瓶,摇床转速200r/min,接种量3%(V/V),发酵时间47h。菌株L536在最佳培养基和较优培养条件下培养,发酵液的表观粘度达到1.6帕·秒,与优化前相比较,粘度提高了3倍多,γ-PGA的产量从15g/L提高到22.57g/L。初步研究了γ-PGA的分离纯化过程,确定了分离纯化的路线。通过离心除菌体、两次乙醇沉淀、透析除盐、冷冻干燥得到纯化样品,经分析其纯度可达93%。采用纸层析、紫外扫描和红外光谱等方法对纯化的γ-PGA样品进行了初步分析,结果表明:γ-PGA样品是由单一的谷氨酸聚合而成的。γ-PGA在204nm处有最大吸收峰,在260nm~280nm处没有明显的吸收峰,表明其没有典型的肽键结构。对照南京工业大学制得的低分子量的γ-PGA的红外图谱,两者的特征吸收峰基本吻合。初步确定了纯化的样品为聚γ-谷氨酸。