γ-聚谷氨酸的产生菌分离鉴定及其生物合成条件的研究

摘要

本研究旨在从多种样品中分离筛选出γ-聚谷氨酸(γ-PGA)高产菌种，并通过个体、菌落的形态及生理生化等特征，对目标菌株进行鉴定，命名为枯草芽孢杆菌纳豆亚种（Bacillus subtilis natto）QY-09。 本研究对发酵培养基和发酵工艺条件进行探讨，即对碳源、氮源、谷氨酸钠、氯化钠、无机离子的浓度以及初始pH、温度、种龄、接种量、溶氧量进行了研究，建立了发酵过程曲线，探讨菌体生长与γ-PGA合成的关系。结果表明，发酵培养基和发酵工艺条件对γ-PGA的产率和生产成本有较大影响。高产菌株QY-09为谷氨酸依赖型菌株，培养基适宜配方为葡萄糖50g/L，大豆蛋白胨40g/L，谷氨酸钠40g/L，氯化钠30g/L，MgS040.5g/L、CaC120.3g/L、K2HP043.0g/L、KH2PO44.5g/L及适量生物素。适宜的培养条件为：初始pH7.0，发酵温度37℃，种龄15h，接种量3％(V/V)，装液量40mL/250mL，摇床培养56h，其,γ-PGA产量可达32.7 g/L。发酵过程曲线表明γ-PGA的合成与菌体生长并非完全同步。 本研究对纯化后产品（纯度为96.10％）的理化性质、结构特征、分子量测定、含量测定方法进行了探讨和分析。结果表明γ-PGA易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，由单一的谷氨酸聚合而成。建立紫外分光光度法测定γ-PGA含量的方法，线性方程为A=0.493 c+0.0108，相关系数r为0.9981，平均回收率为99.5％，相对标准偏差为1.0％。凝胶渗透色谱、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳对γ-PGA分子量研究表明，不同发酵时间的发酵产物分子量不同，发酵56h时γ-PGA相对分子质量在409～473 kDa之间，且56 h后，其相对分子质量范围分布逐步变宽。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

第一章γ-聚谷氨酸的产生菌筛选与鉴定

1.1前言

1.2材料与方法

1.2.1仪器设备

1.2.2试剂及标准品

1.2.3实验原料与指示菌

1.2.4培养基及培养条件

1.2.5菌种的分离和筛选方法

1.2.6菌种的鉴定方法

1.2.7菌种的保存方法

1.3结果与讨论

1.3.1γ-PGA产生菌的筛选

1.3.2菌种的鉴定

1.4小结

第二章γ-PGA液体发酵条件的优化

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1菌种

2.2.2培养基

2.2.3仪器设备

2.2.4生物量的测定方法

2.2.5γ-PGA含量的测定方法

2.2.6γ-PGA分子量的测定方法

2.2.7γ-PGA中D-/L-谷氨酸组成的测定方法

2.2.8酶活性的测定方法

2.2.9多糖含量的测定方法

2.3结果与讨论

2.3.1培养基组成对γ-PGA合成的影响

2.3.2培养条件对γ-PGA合成的影响

2.3.3 γ-PGA发酵曲线的绘制

2.4小结

第三章γ-PGA的分析测定

3.1前言

3.2材料与方法

3.2.1仪器设备

3.2.2试剂

3.2.3γ-PGA的分离纯化

3.2.4硅胶薄层层析

3.2.5γ-PGA官能团的测定

3.2.6紫外吸收光谱分析

3.2.7红外光谱分析

3.2.8氨基酸自动分析仪测定γ-PGA含量

3.2.9 γ-PGA分子量的测定

3.3结果与讨论

3.3.1 γ-PGA的分离纯化

3.3.2样品成分分析

3.3.3 γ-PGA分子量的测定

3.4小结

第四章结论与展望

参考文献

文献综述

攻读硕士学位期间研究成果

致谢