专利名称:地衣芽孢杆菌发酵联产γ-聚谷氨酸和谷氨酸的方法
地衣芽孢杆菌发酵联产Y -聚谷氨酸和谷氨酸的方法
技术领域:
[0001]本发明涉及一种通过地衣芽孢杆菌生产Y-聚谷氨酸和谷氨酸的方法,属于生物发酵工程领域。
背景技术:
[0002]Y-聚谷氨酸和谷氨酸均为重要的化工原料,目前国内外用发酵法生产Y-聚谷氨酸或谷氨酸是最为普遍的方法,即通过培养生产聚谷氨酸或谷氨酸的菌种得到产品, 为了提高该方法生产产品的水平,人们通过选育合成能力强的菌株,筛选和优化培养基配方,建立和优化发酵控制,改进和提高下游工程技术等多方面来提高产率和质量。如南京工业大学筛选得一株Y-聚谷氨酸高产菌株Bacillus subtilis NX-2,并对液体发酵生产Y-聚谷氨酸做了比较全面的研究,并申请了专利,专利公开号为CN1346891。华中农业大学也进行了 Y -聚谷氨酸产生菌的筛选和工艺开发的工作,其菌和液体生产工艺也已经申请了专利,专利公开号为CN1536071。韩国研究人员在2. 5升发酵罐中对Bacillus licheniformis ATCC9945a采用流加高密度培养的方法,发酵35小时后可达35g/L的终产量(Yoon S H, DO J H, Lee S Y. Biotechnol. Lett,2000,22 :585-588)。Kubota 在 Osaka City University 土壤中分离得到的一株Bacillus subtilis F201,该菌在最佳发酵生产条件下可达到50g/L的最高产量,这是文献报道的最高产量(Kubota H-Biosci Biotec Biochem, 1993 :1212-1213)。[0003]谷氨酸发酵是典型的代谢控制发酵,1957年Kinoshita等人首次成功以微生物发酵法生产谷氨酸后,微生物发酵法成为谷氨酸生产的主要方法,其工业化规模也逐年扩大。 目前,谷氨酸发酵的生产技术已相当成熟。近年来,随着原材料价格的不断上涨和市场竞争的愈加激烈,为了同时达到提高谷氨酸产量和转化率以降低生产成本的目的,仍有大量关于谷氨酸发酵方面的研究报道,主要集中在运用基因工程手段定向选育谷氨酸高产菌株、 发酵过程控制与优化和新原料的开发等方面。[0004]综上所述,现有的技术所做的都是利用生产菌种单独生产Y-聚谷氨酸或单独生产谷氨酸一种产物,存在原料利用率低、成本高等问题。
发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种联产Y-聚谷氨酸和谷氨酸的方法[0006]本发明的技术方案概述如下[0007]本发明以优化的联产发酵培养基培养地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis该菌种现已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,菌种编号CGMCC3336), 实现Y-聚谷氨酸和谷氨酸的联产。[0008]所述的联产发酵培养基组成如下(g/L):葡萄糖60-100,谷氨酸钠60-100,硝酸铵 10-30,NaCl 5. 0-25, MgSO4 · 6Η20 0. 1-2. 0,CaCl2 · 6H20 0. 5-2. 5,FeSO4 · 6H20 0. 005-0. 025,精氨酸 0. 1-1. 5,胆碱 0. 05-0. 25。[0009]联产发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖80,谷氨酸钠80,硝酸铵18,NaCl 10, MgSO4 · 6H20 0. 5,CaCl2 · 6Η20 1· 0,FeSO4 · 6H20 0. 01,精氨酸 0· 44,胆碱 0. 1。[0010]联产发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖70,谷氨酸钠60,硝酸铵10,NaCl 15, MgSO4 · 6H20 1. 0,CaCl2 · 6H20 0. 5,FeSO4 · 6H20 0. 02,精氨酸 0. 88,胆碱 0. 05。[0011]联产发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖100,谷氨酸钠80,硝酸铵30,NaCl 20, MgSO4 · 6H20 1. 5,CaCl2 · 6Η20 1· 5,FeSO4 · 6H20 0. 005,精氨酸 1. 5,胆碱 0. 15。[0012]联产发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖80,谷氨酸钠60,硝酸铵18,NaCl 25, MgSO4 · 6H20 0. 1,CaCl2 · 6H20 2. 5,FeSO4 · 6H20 0. 025,精氨酸 0. 1,胆碱 0. 2。[0013]联产发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖60,谷氨酸钠100,硝酸铵27,NaCl 5, MgSO4 · 6H20 2. 0,CaCl2 · 6Η20 1· 5,FeSO4 · 6H20 0. 02,精氨酸 0. 44,胆碱 0. 25。[0014]发酵方法30L发酵罐装液量为15L,使用联产发酵培养基,种子液的接种量为 1.0%-15.0%,发酵温度30-40 0C,发酵时间24-72小时,通风量0. 5-2. Ovvm,溶氧1-50 %, 转速 200-400rpmo[0015]发明所用菌种见天津北洋百川生物技术有限公司申请专利名称为惰性载体固态发酵法生产Y-聚谷氨酸的方法专利,申请号2009102观四7。该菌种为地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis)该菌种现已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,菌种编号CGMCC3336。[0016]有益效果[0017]本发明以优化的联产发酵培养基培养地衣芽孢杆菌,实现Y -聚谷氨酸和谷氨酸的联产,从而提高了原料利用率,大大减低生产成本。
具体实施方式[0018]下面通过具体的实施方案叙述本发明中联产Y-聚谷氨酸和谷氨酸的生产方法。 除非特别说明,本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的范围,本发明的实质和范围仅由
权利要求书限定。 对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。[0019]实施例1[0020]1. CGMCC3336菌种的活化在富含营养的固体培养基斜面上于37°C培养16小时, 制备成熟的斜面种子,固体培养基的成分包含蛋白胨10g/L,酵母粉5g/L,NaCl 10g/L,琼脂 20g/L,ρΗ7·2 ;[0021]2.种子液的制备[0022]将一环上述种子转入含富含营养物质的液体培养基的三角瓶中,37°C,220rpm培养16小时至对数生长期;[0023]按照每升培养基的加入量配制种子培养基葡萄糖30 ;酵母膏7 ;胰蛋白胨10 ; K2HPO4 0. 5 ;MgSO4 · 6H20 0. 5,灭菌前ρΗ7· 2 ;500ml的三角瓶中分装50ml的培养基;[0024]3.发酵罐发酵[0025]发酵培养基发酵培养基成分为(g/L):葡萄糖80,谷氨酸钠80,硝酸铵18,NaCl 10,MgSO4 · 6H20 0. 5,CaCl2 · 6H20 1. 0,FeSO4 · 6H20 0. 01,精氨酸 0. 44,胆碱 0. 1,ρΗ7· 0 ;[0026]发酵条件30L发酵罐装液量为15L,按上述发酵培养基所示的配方配制发酵培养基,种子液的接种量为10%,发酵温度37°C,发酵时间72小时,通风量1. Ovvm,溶氧10%, 转速200-400rpm ;发酵结束后经检测γ聚谷氨酸的产量为5g/L,谷氨酸的产量为10g/L ;[0027]实施例2[0028]菌种的活化和种子液的制备基本同实施例1 ;[0029]3.发酵罐发酵[0030]发酵培养基发酵培养基成分为(g/L):葡萄糖70,谷氨酸钠60,硝酸铵10,NaCl 15,MgSO4 · 6H20 1. 0,CaCl2 · 6H20 0. 5,FeSO4 · 6H20 0. 02,精氨酸 0· 88,胆碱 0. 05,ρΗ7· 0 ;[0031]发酵条件30L发酵罐装液量为15L,按上述发酵培养基所示的配方配制发酵培养基,种子液的接种量为10%,发酵温度37°C,发酵时间72小时,通风量l.Ovvm,溶氧10%, 转速200-400rpm ;发酵结束后经检测Y聚谷氨酸的产量为15g/L,谷氨酸的产量为30g/L ;[0032]实施例3[0033]菌种的活化和种子液的制备基本同实施例1 ;[0034]3.发酵罐发酵[0035]发酵培养基发酵培养基成分为(g/L)葡萄糖100,谷氨酸钠80,硝酸铵30,NaCl 20,MgSO4 · 6H20 1. 5,CaCl2 · 6H20 1. 5,FeSO4 · 6H20 0. 005,精氨酸 1. 5,胆碱 0. 15,ρΗ7· O ;[0036]发酵条件30L发酵罐装液量为15L,按上述发酵培养基所示的配方配制发酵培养基,种子液的接种量为10%,发酵温度37°C,发酵时间72小时,通风量1. Ovvm,溶氧10%, 转速200-400rpm;发酵结束后经检测、聚谷氨酸的产量为7. 5g/L,谷氨酸的产量为20g/ L;[0037]实施例4[0038]菌种的活化和种子液的制备基本同实施例1 ;[0039]3.发酵罐发酵[0040]发酵培养基发酵培养基成分为(g/L):葡萄糖80,谷氨酸钠60,硝酸铵18,NaCl 25,MgSO4 · 6Η20 0. 1,CaCl2 · 6H20 2. 5,FeSO4 · 6H20 0. 025,精氨酸 0. 1,胆碱 0. 2,ρΗ7· O ;[0041]发酵条件30L发酵罐装液量为15L,按上述发酵培养基所示的配方配制发酵培养基,种子液的接种量为10%,发酵温度37°C,发酵时间72小时,通风量1. Ovvm,溶氧10%, 转速200-400rpm ;发酵结束后经检测Y聚谷氨酸的产量为10g/L,谷氨酸的产量为25g/L ;[0042]实施例5[0043]菌种的活化和种子液的制备基本同实施例1 ;[0044]发酵培养基发酵培养基成分为(g/L):葡萄糖60,谷氨酸钠100,硝酸铵27,NaCl 5,MgSO4 · 6H20 2. 0,CaCl2 · 6H20 1. 5,FeSO4 · 6H20 0. 02,精氨酸 0. 44,胆碱 0. 25,ρΗ7· 0 ;[0045]发酵条件30L发酵罐装液量为15L,按上述发酵培养基所示的配方配制发酵培养基,种子液的接种量为10%,发酵温度37°C,发酵时间72小时,通风量1. Ovvm,溶氧10%, 转速200-400rpm;发酵结束后经检测γ聚谷氨酸的产量为12. 5g/L,谷氨酸的产量为15g/ L0
权利要求1.一种地衣芽孢杆菌发酵联产Y-聚谷氨酸和谷氨酸的方法,所述发酵方法为30L 发酵罐装液量为15L,使用联产发酵培养基,种子液的接种量为5.0% -15.0%,发酵温度 30-40°C,发酵时间 M-72 小时,通风量 0. 5-2. Ovvm,溶氧 5-25%,转速 200_400rpm。
2.如
权利要求1所述的联产发酵培养基组成如下(g/L):葡萄糖60-100,谷氨酸钠 60-100,硝酸铵 10-30,NaCl 5. 0-25, MgSO4 · 6Η20 0. 1-2. 0,CaCl2 · 6H20 0. 5-2. 5, FeSO4 · 6H20 0. 005-0. 025,精氨酸 0. 1-1. 5,胆碱 0. 05-0. 25。
3.如
权利要求2所述的一种地衣芽孢杆菌发酵联产Y-聚谷氨酸和谷氨酸的方法,其特征在于,所述联产发酵培养基组成为(g/L)葡萄糖80,谷氨酸钠80,硝酸铵18,NaCl 10, MgSO4 · 6Η20 0. 5,CaCl2 · 6H20 1. O, FeSO4 · 6H20 0. 01,精氨酸 0· 44,胆碱 0. 1。
4.如
权利要求2所述的联产发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖70,谷氨酸钠60,硝酸铵 10,NaCl 15,MgSO4 · 6H20 1. 0,CaCl2 · 6H20 0. 5,FeSO4 · 6H20 0. 02,精氨酸 0. 88,胆碱 0. 05。
5.如
权利要求2所述联产发酵培养基组成为(g/L)葡萄糖100,谷氨酸钠80,硝酸铵 30,NaCl 20,MgSO4 ·6Η20 1. 5,CaCl2 · 6Η20 1· 5,FeSO4 · 6Η20 0. 005,精氨酸 1. 5,胆碱 0. 15。
6.如
权利要求2所述联产发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖80,谷氨酸钠60,硝酸铵 18,NaCl 25,MgSO4 · 6Η20 0. 1,CaCl2 · 6H20 2. 5,FeSO4 · 6H20 0· 025,精氨酸 0· 1,胆碱 0· 2。
7.如
权利要求2所述联产发酵培养基组成为(g/L)葡萄糖60,谷氨酸钠100,硝酸铵 27,NaCl 5, MgSO4 ‘ 6H20 2. 0,CaCl2 · 6H20 1. 5,FeSO4 · 6H20 0· 02,精氨酸 0· 44,胆碱 0· 25。
专利摘要本发明公开了一种地衣芽孢杆菌发酵联产γ-聚谷氨酸和谷氨酸的方法。本发明的技术方案概述如下1、菌种的活化;2、种子液的制备;3、发酵罐发酵;其特征在于通过用优化的联产培养基培养地衣芽孢杆菌生产菌株,实现γ-聚谷氨酸和谷氨酸的联产,从而提高了原料利用率,大大减低生产成本。
文档编号C12P13/02GKCN102492746SQ201110426526
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月16日
发明者乔长晟, 兰玲峰, 张帅, 李政 申请人:天津北洋百川生物技术有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan