[发明专利]一种谷氨酸产生菌活菌胶囊发酵生产γ-聚谷氨酸的方法

说明书

本发明提供一种谷氨酸产生菌活菌胶囊发酵生产γ‑聚谷氨酸的方法，本发明将黄色短杆菌与海藻酸钠溶液混匀，滴入到CaCl₂溶液中固化后，再置于普鲁兰多糖溶液中成膜，得到谷氨酸产生菌活菌胶囊。然后同时接种枯草芽孢杆菌和谷氨酸产生菌活菌胶囊进行混合发酵培养。本发明采用谷氨酸产生菌活菌胶囊来发酵生产γ‑聚谷氨酸，谷氨酸产生菌活菌胶囊将谷氨酸产生菌包裹在胶囊内部，避免了发酵过程所需的两种菌直接接触，从而消除了菌种之间的相互作用，提高了发酵效率。本发明发酵方法利用谷氨酸产生菌活菌胶囊生产谷氨酸，为聚谷氨酸的发酵生产提供谷氨酸前体，因而不需要添加谷氨酸。本发明活菌胶囊可以连续发酵20次以上。

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种使用谷氨酸产生菌活菌胶囊发酵生产γ-聚谷氨酸的方法。

背景技术

γ-聚谷氨酸能溶于水、可生物降解、可食用、对人体无毒性、对环境无污染。由于其特殊的物理和化学特性，可以在食品制作中作为增稠剂、在医药行业作为药物载体、保湿剂等，广泛用于食品、医药和化妆品行业中，在农业中也可以作为保水剂，果蔬的保鲜剂、防冻剂，也可以作为水处理过程中的絮凝剂和重金属螯合剂等。

由于γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是由L-谷氨酸或D-谷氨酸单体通过α-氨基和γ-羧基之间形成酰胺键生成的，因此在聚谷氨酸发酵培养基中需要加入前体物质谷氨酸。

在以往的γ-聚谷氨酸发酵生产中都直接在发酵培养基中加入谷氨酸钠，由于谷氨酸用量大，转化率低，在一定程度上增加了生产成本。中国专利申请号201310755717.2(一种发酵生产高分子量γ-聚谷氨酸的方法)采用天津短杆菌与地衣芽孢杆菌混合发酵，由天津短杆菌发酵合成的谷氨酸供地衣芽孢杆菌合成γ-聚谷氨酸。但该方法中间需要改变培养条件，生产过程中不易控制。且两种菌混在一起培养，容易产生菌种间的相互作用，影响发酵的效率。

虽然，现有技术表明微生物细胞微囊化发酵方式能够提高发酵产物的浓度、生产效率，但是目前一般只在乳酸链球菌中应用。尚未有采用谷氨酸产生菌活菌胶囊发酵生产γ-聚谷氨酸的相关报道。

发明内容

本发明为克服现有技术中发酵生产γ-聚谷氨酸方法的不足，提供一种使用谷氨酸产生菌活菌胶囊发酵生产γ-聚谷氨酸的方法。本发明方法与现有技术相比，解决了现有技术中不能在同一条件下连续发酵的问题，提高了γ-聚谷氨酸的发酵效率；同时，本发明还提供一种谷氨酸产生菌活菌胶囊—黄色短杆菌活菌胶囊。

为了实现上述目的，本发明使用谷氨酸产生菌活菌胶囊发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，采用如下技术方案：

(1)谷氨酸产生菌活菌胶囊的制备

将黄色短杆菌与海藻酸钠溶液混匀，滴入到CaCl₂溶液中固化后，再置于普鲁兰多糖溶液中成膜，得到谷氨酸产生菌活菌胶囊。

(2)发酵

以5％的接种量接种枯草芽孢杆菌，并同时接种5％谷氨酸产生菌活菌胶囊进行混合发酵培养，发酵时间64～72h。

(3)回收谷氨酸产生菌活菌胶囊

将发酵液用盐酸调pH 2.5～3.5，过滤回收谷氨酸产生菌活菌胶囊，同时，向滤液中加入无水乙醇沉淀，干燥，得到聚谷氨酸粗品。

具体地，本发明使用谷氨酸产生菌活菌胶囊发酵生产γ-聚谷氨酸的方法，步骤如下：

(1)谷氨酸产生菌活菌胶囊的制备