周涛[1]2004年在《谷氨酸提取无污染工艺研究》文中认为本论文对等电母液中谷氨酸的提取进行了研究。首先对谷氨酸等电母液中的菌体去除进行了研究。结果表明,选用聚丙烯酸钠作为絮凝剂,加入量2%,温度60℃,pH3.6,搅拌转速20r/min时,搅拌15min,菌体去除率在90%以上。其次以谷氨酸菌体蛋白为原料,经过稀酸预处理后,用蛋白酶水解得到复合氨基酸水解液。通过正交实验,确定酶解最佳条件:酶加量400U/g,温度为40℃,pH7.5,水解时间12h,底物浓度比为1:30。在此条件下,测得菌体蛋白水解率为72.4%。再次,确定了脱盐的最佳工艺流程,并对谷氨酸的二次等电结晶进行探索。实验表明,谷氨酸二次等电结晶的收率为70%以上。另外,本文测定了在四种体系内,即纯水、1%NH4+浓度溶液、0.1%菌体溶液及实际工业发酵液体系谷氨酸的溶解度和超溶解度曲线。将这些曲线用数学表达式拟合,可计算出谷氨酸等电点时的介稳区宽度。实验结果表明,介稳区宽度在纯水、0.1%菌体溶液、1%NH4+浓度溶液及实际工业发酵液内逐渐变窄,即谷氨酸在这些体系内的溶解度逐渐变大,其拟合的饱和度和超饱和度曲线具有以下形式:。本文测定了谷氨酸溶液于不同降温速率、搅拌转速下的结晶介稳区宽度以及不同过饱和度下的晶体生长速度和结晶成核诱导期。实验结果显示,谷氨酸的结晶介稳区随降温速率的增加而变宽,随搅拌转速的增加而变窄。晶体生长速率随相对过饱和度增加而增加,而结晶成核诱导期随相对过饱和度的增加而缩短。
张建华, 杨玉岭, 孙付保, 毛忠贵[2]2009年在《谷氨酸提取产业现状与无废化发展方向》文中研究说明谷氨酸提取的工艺路线及其技术对味精生产成本、质量和环境等因素的影响最为重要。现有"等电离交"工艺技术收率高,但存在辅料消耗大、废水多等缺陷;"浓缩等电转晶工艺"辅料消耗低、废水少且质量好,但存在谷氨酸收率低的缺点;"喷浆造粒工艺"消除了高浓废水的污染,但又造成严重的废气污染,环境问题随着味精制造规模的扩大而呈加重趋势。"谷氨酸提取无废低耗工艺"在清洁生产思想指导下,吸收现有技术的优点,整体谋求经济、环境和质量的集成,通过开发关键技术,形成成本低、质量好、无污染且易于工程放大的谷氨酸提取新型工艺路线。
李文婧[3]2010年在《γ-聚谷氨酸发酵及提取工艺研究》文中研究说明γ-聚谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid;γ-PGA)是以L-、D-型谷氨酸为单体通过γ-酰胺键聚合而成的一种均聚氨基酸聚合物,可以通过微生物发酵生产获得。由于其具有良好的生物相容性、生物降解性、水溶性、无毒害无污染等优点,可作为生物絮凝剂、重金属吸收剂、保水剂、高吸水性树脂、食品添加剂、药物载体、药物缓释剂等广泛应用于环境、食品、化妆品、医药领域中,具有广阔的应用前景。本课题对γ-PGA产生菌的发酵条件优化、γ-PGA提取纯化和结构表征以及γ-PGA的初步应用进行了研究。主要研究结果如下:通过对培养基组分进行单因素实验和响应面实验分析,确定了菌株L536的最佳发酵培养基组成为(g/L):氯化钠15、豆粕53、柠檬酸钠16、谷氨酸钠40、氯化铵4.6、磷酸氢二钾0.625、硫酸镁1.25、硫酸锰0.35、氯化钙0.2。通过对接种量、发酵温度、初始pH值、溶氧量等培养条件的考察,获得了菌株L536的较优培养条件:接种量3%(V/V),发酵温度37℃,初始pH值pH7.0,摇瓶装液量35mL/250mL叁角瓶,摇床转速200r/min,发酵时间48h左右。菌株L536在最佳培养基和较优培养条件下培养,发酵液的γ-PGA产量可达25.81g/L,比优化前提高了约1.5倍。对γ-PGA不同的水解方法进行比较,确定采用盐酸水解法,其最适水解时间为24h。研究乙醇法提取γ-PGA,确定乙醇的最适添加量为2倍体积,考察pH值对发酵液的粘度和γ-PGA提取的影响,最终确定γ-PGA的最佳提取路线。纯化样品经氨基酸分析仪分析纯度可达88.6%。纯化的γ-PGA样品经纸层析、紫外扫描和红外光谱扫描等方法进行初步分析,结果表明:γ-PGA样品是由谷氨酸单体聚合而成且其在215nm处吸收值达到最大,在260nm~280nm处没有明显的吸收峰,表明其没有典型的肽键结构。对照日本明治制药株式会社的γ-PGA标准品红外图谱,γ-PGA样品与标准品的特征吸收峰基本吻合,经图谱解析可以初步确定纯化样品为γ-聚谷氨酸。以高岭土悬浊液为絮凝介质,研究了菌株L536产γ-PGA的絮凝特性。结果表明:在中性pH范围内、投加量为1.2g/L时,对高岭土的絮凝率达最大。Fe2+、Ca2+、Cu2+、Fe3+、Al3+均能不同程度地提高γ-PGA对高岭土的絮凝活性。其中, Ca2+的助凝效果最为显着,其最佳助凝浓度为0.09mol/L。另外,菌株L536产γ-PGA对于活性炭、Ca(OH)2也表现出较强的絮凝活性。另外,γ-PGA对于水果蔬菜的保鲜和土壤的保水具有一定的作用。
李文杰[4]2015年在《γ-聚谷氨酸高产菌种选育及其固体发酵工艺研究》文中研究说明γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是一种生物可降解的高分子氨基酸聚合物,其无毒无污染、可食用等特性,使得它在重视环保安全的今天备受关注。而且γ-PGA具有极强的吸水性、吸附性、生物相容性、可塑性等,在农业、医疗、材料、食品等领域具有良好的开发和应用前景。本文通过对γ-PGA产生菌诱变选育出更高产的菌株,并对菌株的固体发酵培养基质和工艺参数进行优化,研究固体发酵的γ-PGA在农业方面的生物学效应。主要研究内容如下:1.以实验室保藏的γ-PGA产生菌YP-11为出发菌株,对其进行化学诱变(甲基磺酸乙酯EMS)得到一株较高产菌株YE-5,其γ-PGA产量为20.33g·L~(﹣1),较出发菌株提高了13.3%。为了进一步提高产量,又对菌株YE-5进行(紫外UV-硫酸二乙酯DES)复合诱变,经多次诱变得到一株γ-PGA产量为23.74 g·L~(﹣1)稳定遗传的菌株YE-5-2,较菌株YE-5产量提高了16.77%。2.以γ-PGA产生菌YE-5-2为菌种,考察不同底物与辅料基质对γ-PGA固体发酵的影响,确定最佳发酵基质配比为:W(黄豆粉):W(秸秆)=20:3。优化固体发酵条件,确定最佳培养条件为:初始水分60%,初始pH7～7.5,接种量10%,发酵温度37℃,发酵周期64 h。通过单因素实验,正交设计分析和响应面优化确定了γ-PGA固体发酵无机盐和碳氮源添加的最优配方:MgSO_4·7H_2O 0.25 g·L~(﹣1),MnSO_4·H_2O 0.1 g·L~(﹣1),CaCl_2 0.15 g·L~(﹣1),FeCl_3·6H_2O0.06 g·L~(﹣1),柠檬酸20.39 g·kg~(-1),甘油10g·kg~(-1),NH_4NO_313.8 g·kg~(-1)。在最优发酵基质和培养条件下,γ-PGA产量为137.19 g·L~(﹣1)。3.选择玉米、小麦、金盏菊叁种供试材料,初步研究了γ-PGA的生物效应。γ-PGA能够有效增加玉米幼苗的生物量,在低营养条件下,γ-PGA对提高玉米的生物量和与叶绿素含量效果更显着。用γ-PGA浸种对小麦根部的生长和根系活力有很显着的促进作用。最大根长和地下干重最高均提高了60%左右,根系活力提高了22.87%。用γ-PGA对发酵秸秆进行处理,大大提高了金盏菊在发酵秸秆上的出苗率,γ-PGA浓度为0.005g·L~(-1)时,出苗率达到91.67%,比草炭的出苗率还要高出10%。实现了低成本的发酵秸秆替代草炭的愿望。
陈景勇[5]2008年在《谷氨酸萃取与沉淀分离研究》文中认为随着现在生物技术的不断发展,谷氨酸的产量在逐年的提高,是目前生产量最大的氨基酸品种之一。谷氨酸提取中的环保问题给味精行业带来极大的困扰,2007年味精行业被取消了参加“中国名牌”的资格,正是因为谷氨酸的“离子交换工艺”的污染。该提取工艺流程长、耗能多、产生大量的硫酸氨废水,产品成本高。乳液液膜是70年代起迅速崛起的一门分离技术,具有高效、快速、节能、选择性好、提取率高的显着优点。至今该技术已在工业废水处理,无机离子、稀土金属提取,发酵液产品等领域得到了很好利用。本文主要探讨了谷氨酸的测定、谷氨酸的乳液液膜法提取富集,以及对谷氨酸钙盐沉淀进行了研究。1.谷氨酸分析方法的建立:采用茚叁酮比色法对谷氨酸的含量进行分析,通过最大波长扫描,确定λ=401nm和λ=568nm作为氨基酸的研究波长,并且探索茚叁酮显色反应的影响因素。在这一条件下,建立谷氨酸的分析方法,谷氨酸线性浓度范围为0.02～0.07g/L,GA:401nm回归方程:Y=47X-0.45167,相关系数:R2=0.9983;GA:568nm回归方程:Y=38.86571X-0.60346,相关系数:R2=0.9997。通过样品含量测定,测得的结果与实际浓度相对误差都小于2%,说明茚叁酮比色法具有较高的准确性。2.谷氨酸的乳液液膜提取富集:通过对乳液液膜和溶液中谷氨酸离子的研究,了解了谷氨酸被萃取的机理。通过谷氨酸的萃取实验,证明了煤油、TOMAC、表面活性剂和石蜡的油相体系适合于乳液液膜对谷氨酸的提取富集。谷氨酸的萃取与乳液液膜的溶胀有着直接关系:当渗透溶胀过大时,内相高浓度的NaCl/HCl溶液被稀释、内相pH被中和,萃取不易进行;当夹带溶胀过大时,乳液粘度增大,谷氨酸在乳液中的传递受阻。通过对乳液中的表面活性剂、萃取剂、膜添加剂等因素的研究,得到了较好的乳液萃取体系:油相体积比:4% T-154、4%TOMAC、5%石蜡以及87%煤油;内水相:pH为5的50g/L的NaCl/HCl溶液;油水比1:1;制乳转速:10000 r·min– 1;制乳时间:3min。3.谷氨酸钙盐沉淀研究:谷氨酸与钙反应,生成难溶于水的谷氨酸钙。通过正交实验,考察四种因素对谷氨酸钙合成的影响,他们的顺序为:反应温度>pH值>投料比>反应时间通过单因素分析,得到较好的配比为:谷氨酸:氯化钙= 1:1.4;pH值为13;反应时间为5h;反应温度为30℃。
任晋[6]2010年在《碱性谷氨酸钠体系处理低品位氧化锌矿的基础理论和工艺》文中认为本文针对高碱性脉石型低品位氧化锌矿的处理现状,提出了碱性谷氨酸钠体系处理高碱性脉石型氧化锌矿的新工艺。该工艺可以消除高碱性脉石对锌资源有效利用的影响,而且实验过程无环境污染问题。论文的主要研究内容和结果如下：根据配位化学理论绘制了谷氨酸根(Glu2-)和碳酸根(CO32-)在溶液中的形态分布图,采用双平衡法研究了Zn(II)-Glu2--CO32--H2O体系中锌(Ⅱ)的配合平衡热力学,并绘制了谷氨酸钠浓度在0～5mol·L-1范围和pH在7-14范围内变化时的热力学平衡图。结果表明,在一定的谷氨酸钠浓度下,当pH=10时,溶液中总锌浓度达到最大值。用实验验证了热力学计算结果,锌离子浓度理论计算值与实验值之间相对误差的绝对平均值为11.39%；同时研究了Ca、Mg等主要杂质元素在Zn(Ⅱ)-Glu2--CO32--H2O体系处理氧化锌过程中的溶解行为和平衡规律,结果表明,当7
闫灵均[7]2009年在《有机废物资源化利用及生态工业和农业园区模式研究》文中提出环境污染与生态破坏使我们付出了巨大的资源和环境代价，资源与环境的双约束难题成为越来越突出的问题，这些问题严重制约了我国未来的发展。因此，资源的高效、经济、多尺度和循环利用成为解决资源、环境和发展之间瓶颈问题的有效手段。目前，对于有机废物资源化利用研究比较分散，也不够深入和全面，主要是一些政策和理论的探讨。本文从食品加工和农业生产两个方面，选取具有代表性的有机废物进行资源化利用研究，分析典型有机废物成分特点，据其探讨有机废物资源化的方法路线，并进行较详细的效益分析，利用有机废物资源化利用实践研究的结论，进而探讨生态工业园区和生态农业园区的模式构建。结合浮渣的资源化方案，以及现行处理乳品废水的水解酸化-好氧工艺，提出了乳品废水处理全流程资源化的技术路线。整个工艺流程由废水资源化系统、浮渣资源化系统和污泥资源化系统3部分组成，从废水到系统产物—水解池浮渣、污泥都得到了资源化利用，主要产品为达标水、脂肪酸、絮凝剂和肥料。通过对谷氨酸发酵高浓度废液成分的分析结合对味精生产过程的解析，提出了利用谷氨酸发酵高浓度废液中丰富的氮源和生物活性物质与玉米秸秆水解混合生产复合型生物絮凝剂，利用高硫酸根含量和当地盛产的风化煤、褐煤混合生产高效腐植酸微生物有机复合肥，同时生产菌体蛋白饲料的味精废水资源化综合利用方案。以青岛琅琊台集团公司在酿酒过程中以及衣康酸和葡萄糖酸钠生物发酵生产过程中产生的粮食酒糟、瓜干酒糟、玉米淀粉蛋白渣、衣康酸母液、衣康酸菌丝体、葡萄糖酸钠菌丝体等废弃物为研究对象，应用生物-微生物技术生产高活性生物蛋白饲料、叶面肥、冲施肥等生物制品，并提出了一整套废弃物全流程资源化的技术路线。为更好的对秸秆类农业废物进行资源化利用，采用正交试验的方法对秸秆进行了预处理实验，结果表明，秸秆稀碱预处理的效果好于稀酸预处理。稀碱预处理最优条件为：反应温度80℃条件下，质量分数为1%的NaOH，反应时间90min。预处理后秸秆木质素含量降低了54.35%，纤维素含量提高了78.24%。提出了一种农业废物秸秆资源化利用的新途径：通过纤维素降解菌降解预处理后的秸秆得到糖化液，应用产絮菌进行发酵生产生物絮凝剂，糖化液的上清液，通过补料生产饲料，进行牲畜的养殖，牲畜产生的粪便用于发酵产生沼气，沼气的底泥用于农田的施肥，实现了秸秆的资源化利用。探讨了海林农场以沼气为核心的农业循环经济模式，实现了物质在养殖业、种植业和农民生活间的梯级利用和清洁能源的使用，减少了物质的投入、废物的产出、提高了资源的利用效率，同时实现了环境效益、生态效益和经济效益；也为北方寒冷地区冬季沼气池内温度低，提供了宝贵的经验，对于北方寒冷地区，发展沼气为核心的循环经济奠定了基础。提出了一套松花江流域哈尔滨段农业面源污染治理方案，以循环经济为理念，通过在松花江流域哈尔滨段沿江区域进行科学合理的区域划分，结合加强污水处理基础设施及其配套管网工程的建设，重点解决畜禽养殖、农药化肥径流、农村生活用水及水土流失四方面带来的水体污染问题，通过使用一系列相关工程技术措施，逐步实现松花江水质生态的全面改善。通过对相关企业的实地考察，对企业产生有机废物的研究，提出以废弃物资源化为核心的工业生态园区循环经济模式。以物质集成、能量集成、信息集成为技术，以具体的物质生态链和远程的信息生态链相结合，构建虚实结合的高科技生态工业园区。核心企业及其相关的附属企业组成工业生态群落，群落问通过产品和能量、水的级联使用与远程企业联系在一起，通过一些共同产品、水或能量关系，构成了多种物质能量链接的酿酒生态工业链、生态链生物发酵生态工业链、环保产业生态工业链等生态工业产业链条，最终各种工业生态构成以区域循环经济理念为核心的园区总体生态工业网络。构建附属企业，充分利用园区核心企业产生的副产物和废弃物进行再生产，较好地体现出工业生态系统物质循环和能量有效利用的理念。提出以生物质能源化为核心的农村生态园区循环经济模式。以农业生产和农村生活中的生物质废弃的资源化和能源化为结点，以农业种植和畜禽养殖为主体，建立了现代化高效农业生态工程模式，并对农业观光园区进行了初步规划设计。
刘婷[8]2016年在《发酵液中γ-聚谷氨酸的分离纯化及初步鉴定研究》文中研究表明Y-聚谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid, γ-PGA)是一种具有生物相容性、生物可降解性、无毒无污染等特点的高分子聚合物。与化学合成法、酶转化法、提取法相比,微生物发酵法生产γ-PGA工艺简单、产量较高,因此成为生产γ-PGA的主要途径。但是γ-PGA发酵液成分复杂、黏度高,所以从发酵液中分离纯化γ-PGA成为研究的热点与难点。传统分离纯化γ-PGA的方法有有机溶剂沉淀法、化学沉淀法、膜分离法,前两种方法提取率低、纯度低,膜分离法存在膜易堵塞、成本高的问题。为弥补以上缺点,本课题旨在通过选择合适的双水相体系(Aqueous two-phase system, ATPS)来达到从发酵液中有效地分离提取γ-PGA的目的。利用PEG-盐双水相体系、有机溶剂-盐双水相体系和离子液体-盐双水相体系从发酵液中提取γ-PGA,研究工艺条件和环境因素对提取率Y的影响,并对γ-PGA进行初步鉴定。主要研究内容与结果如下：(1)考察不同PEG-无机盐双水相体系对γ-PGA的萃取能力,结果表明PEG2000-磷酸钾盐ATPS对γ-PGA的提取率最高。通过对工艺条件和环境因素进行单因素实验和正交试验分析,确定了γ-PGA的最佳提取条件：PEG2000质量分数22%、磷酸钾盐质量分数14%,磷酸盐缓冲液pH值为7.5、添加1.2%(w/w)的NaCl,室温条件下自然分相时间小于5min,此条件下系统的分配系数为0.10,下相收率为96.02%。(2)考察不同有机溶剂-无机盐双水相体系对γ-PGA的萃取能力,结果表明正丙醇-Na2CO3ATPS对γ-PGA的提取率最高。通过对工艺条件和环境因素进行单因素实验和正交试验分析,确定了γ-PGA的最佳提取条件：正丙醇质量分数18%、碳酸钠质量分数14%,体系pH值为10、萃取温度40℃、分相时间为2.5h,此条件下系统的分配系数为0.23,下相收率为98.07%。(3)考察不同离子液体-无机盐双水相体系对γ-PGA的萃取能力,结果表明[C4mim]Cl-K2HPO4ATPS对γ-PGA的提取率最高。考察了[C4mim]Cl浓度、K2HPO4的加入量、pH、温度对γ-PGA提取率的影响,选择出[C4mim]Cl浓度、K2HPO4的加入量、pH叁因素进行响应面试验设计,优化最佳提取条件。筛选出的最佳条件：[C4mim]Cl浓度为404.58mg/mL、K2HPO4加入量为1.51g、pH为8.96,此时预测的γ-PGA上相收率为97.45%。根据生产实际将提取条件调整为[C4mim]Cl浓度为404mg/mL、K2HPO4加入量为1.5g、pH为9.0。对提取条件进行验证,得到γ-PGA上相收率为96.63%,与理论预测值相近,说明模型的可信度高。通过响应面试验还可以得到这叁个因素对γ-PGA提取率影响的强弱顺序：pH> K2HPO4加入量>[C4mim]Cl浓度。(4)综合考虑萃取效果、成本和工业可行性,最终选择正丙醇-Na2CO3双水相体系提取发酵液中的γ-PGA。将下相溶液透析、冷冻干燥后,得到乳白色粉末。茚叁酮比色法结果表明γ-PGA的纯度为56.85%,纸层析结果表明发酵得到的γ-PGA是由单一的谷氨酸组成,不含有其他游离氨基酸。SDS-PAGE凝胶电泳结果表明γ-PGA的分子量范围在669kDa-700kDa之间,是一种多分子量聚合物。(5)对γ-PGA进行保水性和吸水性研究,保水性研究结果表明γ-PGA确实有保水性,而且浓度越大,保水性越强；吸水性研究结果表明经过紫外线照射的γ-PGA的吸水性增强,且照射时间越长,吸水性越强。
刘洁[9]2015年在《枯草芽孢杆菌发酵制备γ-聚谷氨酸的研究》文中进行了进一步梳理γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一类谷氨酸单体通过γ-酰胺键连接形成的高分子氨基酸聚合物。作为一种性能优良的大分子物质,γ-PGA具有遇水可溶、生物可降解、无毒可食用、对环境无污染等特点,在化工、医药、食品、农业、环境、日用品等领域具有广阔的开发和应用前景。利用微生物发酵生产γ-PGA是目前制备γ-PGA的主要方法。本论文详细研究了枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis在液态和固态两种不同形式下发酵生产γ-PGA的条件,对发酵液中的γ-PGA提取工艺进行了优化,并对提取到的γ-PGA性质进行了探讨。液态条件下,运用单因素和响应面法结合的方法进行优化培养,结果表明,枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis的最佳培养基配方为：蔗糖31.5g/L,大豆蛋白胨4g/L,L-谷氨酸44.3 g/L, KH2PO40.3 g/L,无水CaCl20.2 g/L, NaCl 3 g/L。通过单因素优化得到的最适发酵条件为：pH7.5,装液量30%,接种量7%,发酵温度37℃。通过测定发酵曲线可知,发酵48 h时干重测得的γ-PGA产量最大,为18.7 g/L。为了进一步提高枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis发酵合成γ-PGA的能力,在液态发酵条件的基础上对其进行以豆粕为主要发酵基质的固态发酵研究。单因素的实验结果表明,固态发酵底物由100 g豆粕、10g珍珠岩、150 ml营养液组成时最佳,营养液的最佳配方为蔗糖30 g/L,L-谷氨酸40 g/L, KH2PO40.3 g/L,无水CaCl20.2 g/L。固态发酵的最适条件为：pH 7,接种量5%,发酵温度37℃,发酵时间4 d。在最佳的固态发酵条件下,干重法测得的γ-PGA产量为228.02 g/kg豆粕。利用有机溶剂(乙醇)沉淀的方法提取制备固态发酵获得的γ-PGA,对提取过程中影响γ-PGA得率的主要因素进行了讨论,包括乙醇倍数、发酵液pH值,发酵液中γ-PGA浓度叁方面。为了尽可能地提取发酵液中γ-PGA,发酵液去除菌体和残渣后的上清液中γ-PGA浓度应不超过30 g/L,保持原有的发酵液pH即可,加入2.5倍体积的工业乙醇沉淀,4℃放置24 h,收集沉淀。沉淀复溶后再进行一次乙醇沉淀,冷冻干燥,获得样品γ-PGA。干燥后的样品含有γ-PGA 78.7%,最大紫外吸收峰在207 nm。γ-PGA溶液具有较大的粘度。通过研究温度、pH和超声处理对γ-PGA粘度的影响发现,温度、酸碱和超声处理会不同程度地降低γ-PGA粘度,降低效果依次增强,其中高温、强酸、超声对γ-PGA的粘度降解有更大的效果,这叁种因素可以在较短的时间内降低其粘度,缓解因为γ-PGA粘度过大所造成的使用不方便等问题γ-PGA分子间含有大量的羰基,表现出吸湿保湿品质,对γ-PGA吸湿保湿活性的测定表明,在不同的相对湿度环境下γ-PGA吸湿保湿性能良好,介于甘油和透明质酸之间,能够使水分保持动态平衡,在化妆品日用品方面有广阔的应用前景。本文主要对枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis液态和固态发酵制备γ-PGA的过程进行了详细的研究,极大地提高了枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis生产γ-PGA的能力,从最初γ-PGA产量5.5 g/L,提高到液态发酵的18.7 g/L,进一步通过固态发酵提高γ-PGA产量到228.02 g/kg豆粕。固态发酵时以豆粕作为主要发酵基质,在提高γ-PGA产量的同时,对农副产品豆粕的高值化利用提供了新的方法,表明利用豆粕固态发酵生产γ-PGA存在极大的优势与潜力。
彭银仙[10]2002年在《新型药物载体γ-聚谷氨酸的制备研究》文中研究指明γ-聚谷氨酸(Gamma-Polyglutamic acid，γ-PGA)是经微生物聚合而成的可生物降解的大分子多肽。通常由上千个谷氨酸单体组成，分子量20万-100万，不同的菌种产生γ-PGA的分子量不同。γ-PGA在自然界或人体内能生物降解成内源性物质谷氨酸，不易产生蓄积和毒副作用。它由谷氨酸的α-NH_2和γ-COOH通过γ-酰胺键连接而成，因此在侧链上存在大量的羧基，具有良好的吸水性，易于修饰，为药物传输系统提供了条件。 文中较全面论述了缓控释药物载体γ-PGA的应用及发展概况；系统研究了γ-PGA的制备方法——发酵-水解法。 主要研究内容为(1) 高产γ-PGA菌种的筛选及鉴定；(2) 高效生产γ-PGA；(3) γ-PGA分离纯化；(4) 用作缓控释药物载体的γ-PGA的制备。 1．高产γ-PGA菌种的筛选及鉴定。利用分离培养基进行特定筛选，获得了一株高产γ-PGA的菌种，命名为Bacillus subtilis NX-2。其生物学性状为革兰氏阳性枯草芽孢杆菌，细胞大小为0.7-1.0×1.3-2.0μm，芽孢大小为0.7-0.9×1.0-1.5μm，圆柱形，中生，壁薄。该菌能在15℃-50℃的条件下生长，最适温度30℃-40℃。 2．高效生产γ-PGA。文中研究了碳源、氮源、pH、离子、温度、转速等发酵因素，以粘度、吸光度、PGA产率为判据，实验发现1)0.5％的酵母膏是γ-PGA的最佳氮源；2)葡萄糖、麦芽糖、甘油、果糖、蔗糖等都可为碳源，麦芽糖最佳；3)培养基中不添加谷氨酸，NX-2菌不会合成γ-PGA，当加入3％谷氨酸后，发酵液中能积累最大量的γ-PGA，但发酵液中谷氨酸含量不减少；4)在最优化条件下实验室摇瓶培养，产γ-PGA量为25-30g/L，整个PGA生产过程成本低。最终确定最佳发酵条件为：发酵培养基以0.05％的MgSO_4·7H_2O，0.2％的K_2HPO_4为矿物元素添加剂；0.5％酵母膏为氮源；2％葡萄糖为碳源：加3％的L-谷氨酸钠；调节pH为7.0，温度37℃，转速220rpm。 3．γ-PGA分离纯化及鉴定。含γ-PGA的高粘度发酵液，利用离心方 摘 要 法除去发酵液中的菌体，在上清液中加入工业酒精，体积为上清液的4倍， 沉淀得到Y－PGA。然后用去离子水溶解Y－PGA，透析除去小分子，60aC 真空干燥得到白色结晶。 通过元素分析、紫外、红外、氢谱、碳谱等现代分析技术对Y－PGA 进行了分析、鉴定，确证样品是Y．PGA。 采用电泳法测定Y－PGA的分子量。依据PGA侧链按基的性质，选用可 以与核基结合的碱性染色剂亚甲基蓝（0．5％／3％乙酸），以聚丙烯酸胺（l％） 为电泳的凝胶载体，电泳缓冲液（展开剂）采取90mmol tyis／硼酸缓冲液 中．5X 上样缓冲液为 63．smmol tris／硼酸缓冲液中H6．8人 测定结果为 发酵所得PGA分子量在20－36万道尔顿之间。 4．低分子量Y－PGA的制备。低分子量Y－PGA的制备采用酸热水解 大分子Y－PGA的方法，考虑到PGA水解液后续纯化处理问题，建议添加 0刀smol·L”‘盐酸，在100C条件下水浴降解12小时，可获得符合作为药 物载体的Y－PGA（2－6万道尔顿）。 5．膜分离去杂浓缩、低温冷冻干燥。水解后的Y－PGA水溶液采用膜 分离法，选用截留分子量为 10，000的有机膜，除去分子量 35L·h”‘·m＼ 膜分离并初步浓缩后的溶液经旋转蒸发再浓缩，真空冷冻干燥36小时， 得到白色粉末状产物，并进行结构确证和分子量测定。 主要技术创新为利用价廉易得的谷氨酸发酵高效制备Y－PGA；以碱性 染料为染色剂，电泳法成功测定Y－Y－PGA的分子量：研究水解法制备适 合作为药物载体的Y－PGA，并将膜分离技术运用到制备中 本文所进行的药物载体Y－PGA 的制备研究，菌种稳定，方法简便， 工艺成熟，产率高，产品纯度高，为工业化生产奠定了基础。
参考文献：
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[5]. 谷氨酸萃取与沉淀分离研究[D]. 陈景勇. 江南大学. 2008
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[7]. 有机废物资源化利用及生态工业和农业园区模式研究[D]. 闫灵均. 哈尔滨工业大学. 2009
[8]. 发酵液中γ-聚谷氨酸的分离纯化及初步鉴定研究[D]. 刘婷. 陕西科技大学. 2016
[9]. 枯草芽孢杆菌发酵制备γ-聚谷氨酸的研究[D]. 刘洁. 中国海洋大学. 2015
[10]. 新型药物载体γ-聚谷氨酸的制备研究[D]. 彭银仙. 南京工业大学. 2002