暹罗芽孢杆菌LW-1产γ-聚谷氨酸发酵培养基的优化
2021-09-02蔡亚慧王文玉皇高峰张继冉徐淑霞张世敏
蔡亚慧,王 青,王文玉,皇高峰,张继冉,徐淑霞,张世敏,吴 坤
(河南农业大学生命科学学院,河南郑州 450002)
γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是由D-谷氨酸、L-谷氨酸单体通过γ-羧基与α-氨基间的γ-酰胺键聚合而成的一种天然同聚物,它的分子量为1~200万[1]。γ-PGA的结构特点使它具有可在水中溶解、可生物降解[2]、可吸附重金属离子及对环境友好的性[3]质,因此在日化、食品、医药、环保、农业等领域中被广泛应用[4−6]。
目前,γ-PGA的生产以微生物发酵法为主,因其相对于化学合成法和提取法,具有周期短、生产条件简单等优点,但由于微生物发酵的产出率不高,这限制了γ-PGA的大规模使用[7−8]。现阶段主要通过基因工程的手段改造菌株和优化发酵培养基条件来提高γ-PGA的产量,但因调控γ-PGA代谢的基因众多,单个基因的敲除、敲入或过度表达时细胞内的代谢易造成紊乱[9−11];而培养基成分、前体和培养条件明显影响γ-PGA的产量,尤其是γ-PGA的产量和性质都受到培养基成分的直接影响;因此优化菌种发酵γ-PGA时的培养基是提高工业发酵中γ-PGA产量的重要手段[12−13];王德新、Kongklom、张超及张慧丽等人对Bacillus subtilis、Bacillus licheniformis的发酵培养基成分进行优化,使γ-PGA的产量得到大幅度的提高,甚至达到36.5 g/L[14−17]。应用γ-PGA发酵培养基发酵的微生物多为枯草芽孢杆菌(Bacillus suhtilis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)[18],而关于暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamese)发酵生产γ-PGA的文章目前较少。王德新等分别通过优化培养条件和分批补料发酵的方法使Bacillus siamensisSB1001和Bacillus siamensisIR10发酵γ-PGA的产量分别达到了25.22 g/L和(41.40±2.01)g/L[19−20]。
本实验室前期从污水中分离筛选得到一株γ-PGA的高……
