聚谷氨酸.ppt

聚谷氨酸的发酵生产和分离提取的工艺研究
课题背景及目的意义
菌种的分离与发酵
产物的提取与鉴定
菌种的鉴定
目
录
CONTENTS
01
PART ONE
课题背景及目的意义
聚谷氨酸的发现,结构特性及其应用
γ-PGA最早发现于1937年,研究人员在炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)的细胞荚膜以及糖化菌(Bacillus mesentericus)的细胞荚膜中发现γ-PGA。之后在枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis )以及纳豆杆菌(Bacillus natto )中也发现了γ-PGA。
γ-PGA聚谷氨酸是一种特殊的阴离子自然聚物,是L-Glu和D-Glu以α- 氨基和γ- 羧基之间经酰胺键的形式缩合而成的高分子聚合物。γ-PGA的分子量一般在50kDa到2000kDa(100~1000kDa)。其保湿锁水功效是透明质酸的500倍
聚谷氨酸(γ-PGA)简介
poly-γ-glutamic acid
土壤级聚谷氨酸
聚谷氨酸水胶
A
对人体和环境无毒可生物降解,生态友好型
C
水溶性,可得到无味清洁透明的溶液
B
易交联形成后期拥有卓越性能的水凝胶
D
可制成钠,钙,镁,氢型
γ-PGA的特性
01
增加抗冻性,食品冷藏
增加抗溶性
增加钙及其他矿物质吸收
抗氧化
食品方面
03
保健品添加剂,促进钙质吸收
具有良好的生物亲和性和生物降解性,可用作药物载体
医药方面
02
作为植物增产营养素
超强亲水性与保水能力,可作为肥料增效剂,并增加植物抗病能力
平衡土壤酸碱度
可结合沉淀有毒重金属
农业方面
04
污水处理,如重金属吸收剂或螯合剂
卫生用品,婴儿尿布及妇女卫生巾等
保湿作用,用于化妆品
其他方面
γ-PGA的应用
02
PART TWO
菌种的分离与发酵
产γ-PGA的菌株,菌种的筛选,培养基
①B. licheniformis9945a 发酵生产γ-聚谷氨酸
1942 年发现 B. licheniformis9945a 能够生产γ-PGA,接着相关培养基设计和发酵条件优化的研究相继展开。研究表明,盐浓度、L-Glu、甘油和柠檬酸是生产γ-PGA 的主要影响因素,Mn2+和 Ca2+对γ-PGA的产生也有显著影响。最优培养基组成如下:柠檬酸12 g/L,甘油 80 g/L,NH4Cl 7 g/L,MgSO4 ,FeCl3 g/L,K2HPO4 g/L,pH=。2~3 天培养后, γ-PGA的产量为15g/L。B. licheniformis9945a 在此培养条件下,产量较低,可能是由于没有找到最适的碳氮源、生长因子等。在随后的研究中,产量高于15 g/L。
② B. subtilis IFO3335 发酵生产γ-聚谷氨酸
B. subtilis IFO3335 是从一种传统的日本食品“纳豆”中分离出来的,是一种 L-Glu依赖型菌株。外源的L-Glu仅仅是作为γ-PGA合成酶的激活剂,而用于合成γ-PGA 的谷氨酸则是 TCA 循环的中间代谢物。利用这种细菌发酵生产γ-PGA,产量随培养条件的不同而不同,其范围为20~50 g/L。典型的培养基组成为:L-Glu 30 g/L,柠檬酸 20 g/L,硫酸铵 5 g/L,培养周期96 h。这个菌株以外源的L-Glu 作为合成γ-PGA 的激活剂,而合成γ-PGA 的主要前体来源于 TCA 循环,因此,可以尝试直接加入 TCA 循环中间代谢物,考察γ-PGA 的产量,选出最佳前体添加物,以进一步提高产量。