地衣芽孢杆菌及其应用、γ-聚谷氨酸的制备方法与流程

本发明涉及微生物及其发酵，具体而言，涉及地衣芽孢杆菌及其应用、γ-聚谷氨酸的制备方法。

背景技术：

1、γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid，γ-pga)是由谷氨酸单体通过α-氨基和γ-羧基脱水缩合而成的一种新型生物高分子聚合物，是芽孢杆菌属微生物的次级代谢产物，最早在炭疽芽孢杆菌中发现，γ-聚谷氨酸在水溶性、吸附性与生物可降解性方面表现出优异的性能，是一种优良的环保型高分子材料，在环境保护、沙漠治理、农业、医药、化妆品、食品等领域具有很大的商业价值与社会价值。

2、随着研究的深入，液体发酵成为了γ-聚谷氨酸的主要生产方式，然而其发酵液随着产量的增加而逐渐变得粘稠，粘稠的发酵环境又直接导致发酵液中的溶氧含量急剧下降，溶氧急剧下降又大大的影响聚谷氨酸的生成量，而发酵所使用的菌株基本全为严格好氧菌，最终形成恶性循环，导致产量不能达到很高的水平，这也成为了行业的瓶颈。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的一个方面，涉及地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no.26189，保藏日期为2022年12月14日。

2、该株地衣芽孢杆菌具有产γ-聚谷氨酸的特性。

3、本发明的另一个方面，还涉及微生物菌剂，包括所述的地衣芽孢杆菌及其代谢产物。

4、所述微生物菌剂具有高含量的γ-聚谷氨酸。

5、本发明的另一个方面，还涉及一种γ-聚谷氨酸的制备方法，包括以下步骤：

6、将所述的地衣芽孢杆菌接种至发酵培养基中进行第一阶段发酵；向所述第一阶段发酵的发酵体系中加入空气包裹剂后进行第二阶段发酵；向所述第二阶段发酵的发酵体系中加入所述空气包裹剂和补料培养基后进行第三阶段发酵；

7、其中，所述空气包裹剂包括：卵磷脂、椰油基葡糖苷、大豆油和石蜡油。

8、所述γ-聚谷氨酸的制备方法，该方法利用地衣芽孢杆菌结合特定的发酵方案制备γ-聚谷氨酸，在发酵过程通过添加空气包裹剂后，使发酵体系中形成大量的小气泡，大大地增加了空气与发酵液的接触面积，保证发酵的中后期发酵体系中具有较高水平的溶氧量，最终使γ-聚谷氨酸的产量大大提升，制备得到的γ-聚谷氨酸具有产量高和分子量稳定的特点。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

10、(1)本发明提供的地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no.26189，该地衣芽孢杆菌具有产γ-聚谷氨酸的特性。

11、(2)本发明提供的微生物菌剂，包含γ-聚谷氨酸，并且具有γ-聚谷氨酸含量高的特点。

12、(3)本发明提供的γ-聚谷氨酸的制备方法，该方法利用地衣芽孢杆菌结合特定的发酵方案制备γ-聚谷氨酸，在发酵过程通过添加空气包裹剂保证发酵的中后期，使发酵体系中形成大量的小气泡，大大地增加了空气与发酵液的接触面积，保证发酵的中后期发酵体系中具有较高水平的溶氧量，最终使γ-聚谷氨酸的产量大大提升，制备得到的γ-聚谷氨酸具有产量高和分子量稳定的特点。

技术特征：

1.地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no.26189，保藏日期为2022年12月14日。

2.微生物菌剂，其特征在于，包括权利要求1所述的地衣芽孢杆菌及其代谢产物。

3.一种γ-聚谷氨酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的γ-聚谷氨酸的制备方法，其特征在于，所述卵磷脂、所述椰油基葡糖苷、所述大豆油和所述石蜡油的质量比为(2～3)：(1～4)：(2～4)：(2～4)。

5.根据权利要求3所述的γ-聚谷氨酸的制备方法，其特征在于，向所述第一阶段发酵的发酵体系中加入0.1％～1.0％体积比的所述空气包裹剂。

6.根据权利要求3所述的γ-聚谷氨酸的制备方法，其特征在于，向所述第二阶段发酵的发酵体系中加入0.1％～0.5％体积比的所述空气包裹剂。

7.根据权利要求3所述的γ-聚谷氨酸的制备方法，其特征在于，向所述第二阶段发酵的发酵体系中加入159～173g/l的所述补料培养基。

8.根据权利要求3所述的γ-聚谷氨酸的制备方法，其特征在于，所述第一阶段发酵的时间为15～20h；优选地，所述第一阶段发酵的温度为36～37℃；

9.根据权利要求3所述的γ-聚谷氨酸的制备方法，其特征在于，所述地衣芽孢杆菌的接种量为所述发酵培养基体积的0.8％～1.2％；

10.根据权利要求3～9任一项所述的γ-聚谷氨酸的制备方法，其特征在于，所述γ-聚谷氨酸的制备方法制备得到的γ-聚谷氨酸的分子量为200～1000kda。

技术总结
本发明涉及微生物及其发酵技术领域，具体而言，涉及地衣芽孢杆菌及其应用、γ‑聚谷氨酸的制备方法。该地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.26189，保藏日期为2022年12月14日。该地衣芽孢杆菌具有产γ‑聚谷氨酸的特性。

技术研发人员：周立华,杨娜,孙杉杉,王东,明艳超,徐志文
受保护的技术使用者：领先生物农业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13