暹罗芽孢杆菌高产γ-聚谷氨酸的发酵条件优化

摘要

【背景】γ-聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)产生菌多为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)等,而暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)相关研究较少。【目的】研究暹罗芽孢杆菌产γ-PGA的液体发酵条件。【方法】以自行分离的暹罗芽孢杆菌CAU83为出发菌株进行液体发酵,通过单因素试验和正交试验法研究了碳氮源、前体物质、发酵温度及pH对菌株生产γ-PGA的影响。【结果】经摇瓶优化,γ-PGA的最适碳源、氮源和前体物质分别为乳糖30 g/L、酵母提取物5 g/L和L-谷氨酸钠60 g/L,最适培养条件为发酵温度37℃和pH 7.0,γ-PGA产量由8.4 g/L提升至30.1 g/L,比优化前提高了260%。经分批补料发酵,60 h时γ-PGA产量最高为59.5 g/L,比摇瓶提高了98%,产率为0.99 g/(L·h)。所产γ-PGA分子量为3.8×106 Da,聚合度较高。【结论】确定了暹罗芽孢杆菌CAU83产γ-PGA的最适发酵条件,为该菌株的工业化生产和应用提供了依据。