[发明专利]一种固体发酵生产γ-多聚谷氨酸的细菌YXY-C1及其产品

说明书

一、技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及到一种固体发酵生产γ-多聚谷氨酸的细菌YXY-C1及其产品。

二、背景技术

γ-多聚谷氨酸是由微生物利用D-和/或L-型谷氨酸单体通过α-氨基和γ-羧基之间的酰胺键聚合而成的一种天然带负电和的高分子聚合物，最先由Ivanovics及其合作者在炭疽芽孢杆菌的荚膜中发现，近几十年来受到越来越多的关注。γ-多聚谷氨酸具有高度水溶性和吸水保湿性，且可被生物降解、可食用、对人和环境无毒，因此γ-多聚谷氨酸及其衍生物在食品、化工、材料、医药等领域具有极大的开发价值和广阔的应用前景。

目前国内外用于研究γ-多聚谷氨酸生产的典型菌株主要有Bacillus licheniformisATCC9945a(从土壤中分离得到)和Bacillus subtilis IFO3335(从豆制品中分离得到)等。而生产γ-多聚谷氨酸的方法通常有液体发酵和固体发酵两种。相比较于液体发酵而言，固体发酵拥有耗能低、设备简易、成本低、产生废弃物少、产量高、回收效率高等优势，故常用于饲料、食品、能源等微生物发酵工业生产当中。

另一方面，规模化养殖后的畜禽粪便及食品发酵工业的下脚料随地弃置等不仅严重污染了环境，也极大地浪费了大量的养分资源(C、N、P、K、S及微量元素)。本发明旨在从土壤中分离出一株高产γ-多聚谷氨酸的菌种，该菌株能够以牛粪和味精粕为主要原料，添加辅料：麸皮、玉米粉、黄豆粉、柠檬酸、MgSO₄·7H₂O、MnSO₄·H₂O，通过固体发酵生产γ-多聚谷氨酸，具有原料来源广、成本低、发酵工艺简单、产量高、产物提取纯化方便等优势，有很好的应用前景。

三、发明内容

技术问题

本发明目的在于从土壤中分离一株高产γ-多聚谷氨酸的菌种，利用固体废弃物和廉价农副产品通过固体发酵生产γ-多聚谷氨酸。

技术方案

一种能够固体发酵生产γ-多聚谷氨酸的细菌YXY-C1，属于死谷芽孢杆菌(Bacillus vallismortis)，2009年11月30日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为CGMCC NO.3478。主要生物学特性为：革兰氏染色阳性G⁺，细胞形状为杆状，芽孢中生，过氧化氢酶阳性、淀粉水解阳性、V.P.反应阳性、纤维素分解阴性、明胶水解阳性、硝酸盐还原阳性、吲哚试验阳性，能利用柠檬酸盐，发酵葡萄糖、木糖、蔗糖产酸产气。

该菌株在固体保存培养基上于30℃培养后，可于4℃短期保藏；同时以种子液与30％甘油按1∶1体积比混匀后-70℃下长期冷冻保存，作为原始菌种。生产用菌种需要从原始菌株转接活化后再利用。

用所述的细菌YXY-C1固体发酵生产γ-多聚谷氨酸的方法，包括：以牛粪和味精粕为培养基主要原料，并添加辅料：麸皮、玉米粉、黄豆粉、柠檬酸、MgSO₄·7H₂O和MnSO₄·H₂O，接入YXY-C1种子液，通过固体发酵生产γ-多聚谷氨酸产品。包括：

1)YXY-C1的种子液制备

将菌株YXY-C1接种到种子液培养基中，摇瓶发酵生产种子液，发酵条件为：pH生长范围7.0-7.2，培养温度30℃，搅拌速度为180-200转/分钟，发酵时间为16-20小时，发酵液中的菌体含量或芽孢量≥1×10⁹个/ml；所用种子液培养基的配制方法为(以配制1L培养基为例)：称取蛋白胨10克，酵母膏10克，氯化钠(NaCl)10g，用水定容至lL，pH值调制7.0-7.2，121℃灭菌20分钟。

2)配制固体发酵培养基

固体发酵培养基(20g)配制方法为：牛粪2.94g，味精粕2.10g，豆粕1.92g，麸皮0.8g，玉米粉0.59g，柠檬酸0.16g，硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)0.04g，硫酸锰(MnSO₄·H₂O)0.024g，用磷酸缓冲液调节pH至7.0，调节含水量为60％，121℃灭菌20分钟。

3)固体发酵条件

将种子液以5％的接种量接种到固体发酵培养基中，充分搅拌均匀，置于恒温箱中静置培养，固体发酵温度为37℃，恒温箱中湿度保持在60％以上，每隔12小时搅拌发酵基质一次，发酵时间为48小时。

4)γ-多聚谷氨酸的提取纯化