[发明专利]一种大量生产γ-聚谷氨酸的方法

说明书

技术领域：

本发明属于高分子材料制备领域，本发明涉及一种生产γ-聚谷氨酸的方法。 

背景技术：

γ-聚谷氨酸是由D-谷氨酸和L-谷氨酸通过α-氨基和γ-羧基间的酰胺键结合而成的一种多功能生物可降解高分子材料。由于γ-聚谷氨酸及其衍生物具有优良的水溶性和吸附性，能彻底被生物降解，对人和动物安全无毒，可以食用等优点，因而可作为保水剂、增稠剂、絮凝剂、重金属吸附剂、药物/肥料缓释剂及药物载体等，在农业、食品、医药、化妆品、环保、合成纤维和涂膜等领域具有广阔的应用前景。随着化工合成材料造成的环境污染日益严重，开发生物可降解材料在一定程度上替代化学材料已成为整个国际社会的迫切需求。 

聚谷氨酸的制备方法有化学合成、提取和微生物发酵三种方法。微生物发酵法比前两种方法的生产成本低，生产过程对环境的污染小，所以现在主要采用微生物发酵法生产γ-聚谷氨酸。国内外对γ-聚谷氨酸的发酵工艺进行了广泛的研究，主要以液体深层发酵的培养基配方和培养工艺为主。南京工业大学筛选得一株γ-聚谷氨酸高产菌株Bcillius subtilis NX-2，并对液体发酵生产γ-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γ-聚谷氨酸产生菌的筛选和工艺开发的工作，其菌种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小时后可达到35g/L的终产量(Yoon SH，DO JH，Lee SY.Biotechnol.Lett，2000，22：585-588)。Kubota在Osaka City University土壤中分离得到的一株Bacillus subtilis F201，该菌株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)。 

虽然γ-聚谷氨酸的发酵生产取得了较大的进展，但是仍然存在生产周期较长，生产效率低下，生产成本较高的问题。因此，高效、低成本生产γ-聚谷氨酸仍有待进一步研究。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种大量生产高浓度γ-聚谷氨酸的方法 

本发明的技术方案概述如下： 

一种大量生产γ-聚谷氨酸的方法，包括菌种的活化、种子液的制备和发酵罐发酵，发酵培养基中糖浓度降至5-20g/L时，以0.1-2.0ml/min的速度补加流加培养基至发酵结束前2-6小时；流加培养基中各物质浓度分别为：葡萄糖600-1000g/L，硝酸铵30-60g/L，CaCl₂·6H₂O 5-20g/L，FeCl₃·6H₂O 0.05-0.15g/L。 

发酵培养基组成如下(g/L)：葡萄糖60-100，谷氨酸钠60-100，酵母膏10-30，硝酸铵3.0-6.0，NaCl 5.0-15，MgSO₄·6H₂O 0.1-1.5，CaCl₂·6H₂O 0.5-2.0，FeCl₃·6H₂O 0.005-0.015，pH6.0-8.0。 

所述流加培养基的成分为(g/L)：葡萄糖600-900，硝酸铵30.0-60.0，CaCl₂·6H₂O 5.0-20.0，FeCl₃·6H₂O 0.05-0.15； 

流加培养基的成分为(g/L)：葡萄糖800，硝酸铵41，CaCl₂·6H₂O 10，FeCl₃·6H₂O0.1，； 

流加培养基的成分为(g/L)：葡萄糖700，硝酸铵30，CaCl₂·6H₂O 5，FeCl₃·6H₂O0.05； 

流加培养基的成分为(g/L)：葡萄糖900，硝酸铵60，CaCl₂·6H₂O 20，FeCl₃·6H₂O0.15；