γ-聚谷氨酸生产菌株的鉴定及发酵培养基优化

张雷; 张蕾; 王玲莉; 魏占波; 李杰; 周怡; 丁芳; 高纪超; 石元亮

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2020.20.011

γ-聚谷氨酸生产菌株的鉴定及发酵培养基优化

张雷^1,2,
张蕾¹,
王玲莉¹,
魏占波¹,
李杰¹,
周怡³,
丁芳^1,2,
高纪超^1,2,
石元亮^1, ,

1. 中国科学院沈阳应用生态研究所, 辽宁沈阳 110016;
2. 中国科学院大学, 北京 100049;
3. 吉林农业科技学院, 吉林吉林 132000

基金项目:

国家重点研发子课题-专用型稳定性复混肥料研制与推广示范项目(2017YFD0200708-2)。

详细信息

作者简介:
张雷(1994-),男,硕士研究生,研究方向:微生物工程,E-mail:Zhanglei173@mails.ucas.ac.cn。

通讯作者:
石元亮(1960-),男,博士,研究员,研究方向:土壤微域生态系统及其调控研究,E-mail:Shiyl@iae.ac.cn。

中图分类号: TS201.3
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出版历程
- 收稿日期: 2020-03-18
- 网络出版日期: 2020-11-11
- 刊出日期: 2020-10-14

Identification and Optimization of Fermentational Condition of γ-Polyglutamic Acid Producing Strain

1. Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. JiLin Agricultural Science and Technology University, Jilin 132000, China

摘要

摘要: 目的:鉴定一株高产γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)的菌株,并优化其发酵培养基。方法:以实验室前期诱变筛选出的菌株N-2出发,通过16s rDNA核酸序列分析,对该菌株进行了鉴定;采用单因素实验、响应面设计对菌株的发酵培养基进行优化,最终确定最佳培养基配方。结果:经过16s rDNA序列分析,菌株N-2被鉴定为Bacillus subtilis。通过Plackett-Burman(PB)试验,筛选出3个显著影响γ-PGA产量的因素:葡萄糖、谷氨酸钠和K₂HPO₄·3H₂O;用最陡爬坡试验逼近最大产量区后,利用box-behnken试验获得响应曲面最优解,确定葡萄糖、谷氨酸钠和K₂HPO₄·3H₂O的最佳浓度分别为42.93、44.85、2.39 g/L。经过54 h发酵γ-PGA终产量为28.51 g/L,比优化前提高了34.48%。结论:响应面法试验次数少、周期短,可以快速优化发酵培养基成分,结果可靠,是提高产量的有效途径。
- 鉴定 /
- 枯草芽孢杆菌 /
- γ-聚谷氨酸 /
- 发酵培养基
Abstract: Objective:A strain with a high yield of γ-polyglutamic acid(γ-PGA)was identified,and its fermentation medium was optimized. Methods:Bacillus sp. N-2,a strain previous screened by mutation in our laboratory,was chosen as the starting strain,and then it was identified by its 16S rDNA sequence similarity analysis. In order to achieve a higher production of γ-PGA,the fermentation medium of the strain was optimized by single factor experiment and RSM(response surface method). Results:The result of 16s rDNA sequence analysis showed that the strain N-2 was Bacillus subtilis. In fermentation experiment,three factors(glucose,sodium glutamate,K₂HPO₄·3H₂O)that significantly affect the γ-PGA production of the strain were screened out using plackett burman test and their greatest response area were estimated by the design of steepest ascent approach;Futher,the extreme point of response surface was obtained by box-behnken design. The optimal conditions were as follows:glucose 42.93 g/L,sodium glutamate 44.85 g/L,K₂HPO₄·3H₂O 2.39 g/L. In this condition,the final yield of γ-PGA was 28.51 g/L after 54 h fermentation,which was 34.48% higher than before optimization. Conclusion:It needs less test using RSM,which can quickly optimize the fermentation medium components,get reliable results,and it is an effective way to increase PGA yield.
- identification /
- Bacillus subtilis /
- γ-PGA /
- fermentation media

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参考文献(0)

施引文献(14)

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