γ-聚谷氨酸发酵过程中溶氧控制优化

γ中国生物工程杂志China Biotechnology, 2005, 25(12):62～65胡荣章1叶海峰1金丽1吴昌琳2吴自荣1*(1 华东师范大学生命科学学院上海2000622 华东师范大学物理系上海200062）摘要γ报道了以11株枯草芽孢杆菌菌株为培养菌株，用3种谷氨酸钠含量不同的培养基进行筛选获得1株γ初始pH、接种量、通气量等发酵条件的优化实验，结果表明最佳发酵条件为：250ml三角烧瓶装液40ml,接种体积分数5％，麦芽糖50g/L，酵母膏10g/L，谷氨酸钠30g/L， NaCl 10g/L，KH2PO4 5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，初始pH6.0，发酵60h，此时γ达到30.26g/L，比国外报道的20g/L的产量有显著提高。

纯化后产物经红外光谱及核磁共振检测，鉴定为γ关键词聚谷氨酸芽孢杆菌筛选发酵条件优化收稿日期：20050628修回日期：20051008* 通讯作者，电子信箱：zrwu@γγpolyglutamic acid,γPGA）是由微生物合成的一种细胞外高分子量聚合物，由谷氨酸的α－氨基和γ缩合而成。

Shih等［1］首次发现炭疽芽孢杆菌的荚膜中含有γPGA，随后发现有些芽孢杆菌属细菌能够通过发酵培养积累γPGA。

γPGA分子链上具有较高活性的羧基（-COOH），可与一些药物结合生成较稳定的复合物，在体内可被溶酶体降解为内源性谷氨酸，并释放出药物，是一种理想的药物载体［2,3］。

此外，它还具有水溶性、可生物降解、可食用、吸水性强、对人体和环境无毒害作用等特性，因而被广泛应用于食品、化妆品、水处理、农业医药等方面［4］。

但由于微生物发酵产量低，生产成本过高，因此还没有实现大规模生产，故筛选高产菌种、降低生产成本是解决问题的关键。

本研究从筛选高产菌种、优化发酵条件、提高产量着手进行了初步探讨。

1材料和方法1.1材料1.1.1菌种枯草芽孢杆菌（Bacillus. sp）共11株，由本实验室保存。

枯草芽孢杆菌发酵生产聚-γ-谷氨酸的条件优化武国慧;张蕾;高德才;李鹏程;张鹰;石元亮【摘要】为提高聚-γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)产量,降低其生产成本,利用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),采用单因素试验及正交试验优化法,探究培养基组分及发酵条件对γ-PGA发酵产量的影响.结果表明:最佳培养基组成和培养条件为:蔗糖5%,谷氨酸钠6%,氯化铵0.3%,磷酸氢二钾2%,磷酸二氢钾0.1%,硫酸锰0.003%,pH 7.0,接种量为3%,发酵温度33℃,发酵时间48 h.与未优化前γ-PGA产量(15.8 g/L)相比,经优化后的产量达20.8 g/L,提高了31.65%.%To improve the production and reduce the cost ofγ-PGA, a fermentation study with Bacillus subtilis was conducted to explore the effects of medium compositions and culture cond itions onγ-PGA production based on single-factor experiment and orthogonal design. The results showed that the optimized cultivation conditions and medium composition were as follows:sucrose 5%;sodium glutamate 6%;NH4Cl0.3%;K2HPO42%;KH2PO40.1%;MnSO40.003%;initial pH 7.0;inoculum amount 3%;temperature 33℃;fermentation time 48 h. In this study, highγ-PGA productivity (20.8 g/L) was obtained under the optimal conditions, 31.65%higher than the previous conditions(15.8 g/L).【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2017(038)011【总页数】6页(P165-170)【关键词】聚-γ-谷氨酸;液体发酵;微生物合成;培养基;正交设计【作者】武国慧;张蕾;高德才;李鹏程;张鹰;石元亮【作者单位】中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院大学,北京 100049;辽宁中科生物工程有限公司,辽宁本溪 117004;辽宁中科生物工程有限公司,辽宁本溪 117004;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016;辽宁中科生物工程有限公司,辽宁本溪 117004【正文语种】中文聚-γ-谷氨酸（poly-γ-glutamic acid，γ-PGA）是微生物（主要为芽孢杆菌类）发酵的产物，由L-谷氨酸（L-Glu）、D-谷氨酸（D-Glu）单体通过γ-酰胺键聚合而成的一种阴离子高分子型聚合物[1]。

芦苇水解液发酵生产γ-聚谷氨酸工艺优化作者：徐佳冯昆鹏张智强王颖赛来源：《河北科技大学学报》2023年第05期文章編号：1008-1542（2023）05-0534-07摘要：为了降低γ-聚谷氨酸（γ-PGA）的生产成本，实现芦苇等可再生资源的高值化利用，探索建立以芦苇水解液为碳源制备γ-PGA的新型发酵过程控制策略的可行性。

首先，研究纤维素酶用量和底物浓度对芦苇水解的影响；其次，采用分段式培养及溶氧反馈补料调控策略，对芦苇水解液发酵生产γ-PGA进行工艺优化。

结果表明，芦苇经预处理后在10 FPU/g（底物）酶用量和10%底物添加量的条件下水解，总糖质量浓度可达（76.64±1.74）g/L；以分段式溶氧反馈-分批补料发酵培养方式，利用芦苇水解液生产γ-PGA，最终产量可达（46.72±1.18）g/L，生产效率较分批发酵提高了46.06%。

因此，将芦苇水解液用于γ-PGA的分批补料发酵具有产业化可行性，有助于降低商业化生产的原料成本。

关键词：发酵工程；芦苇水解液；γ-聚谷氨酸；分批补料；溶氧反馈中图分类号：Q815文献标识码：ADOI：10.7535/hbkd.2023yx05012收稿日期：2023-09-08；修回日期：2023-10-07；责任编辑：张士莹基金项目：河北省重点研发计划项目（21371202D，22326411D）第一作者简介：徐佳（1982—），男，河北保定人，副研究员，硕士，主要从事农林废弃物高值化利用方面的研究。

E-mail：************.cn徐佳，冯昆鹏，张智强，等.芦苇水解液发酵生产γ-聚谷氨酸工艺优化［J］.河北科技大学学报，2023，44（5）：534-540.XU Jia， FENG Kunpeng， ZHANG Zhiqiang， et al.Optimization of γ-polyglutamic acid production process based on reed hydrolysate fermentation ［J］.Journal of Hebei University of Science and Technology，2023，44（5）：534-540.Optimizati on of γ-polyglutamic acid production processbased on reed hydrolysate fermentationXU Jia， FENG Kunpeng， ZHANG Zhiqiang， WANG Yingsai（Xiong′an Institute of Innovation，Xiong′an New Area， Hebei 071700， China）Abstract：In order to reduce the production cost of γ-polyglutamic acid （γ-PGA） and realize high-value utilization of renewable resources such as reed， the feasibility of establishing a new fermentation process control strategy for the preparation of γ-PGA using reed hydrolysate as carbon source was explored. Firstly， the effects of cellulase dosage and substrate concentration on reed hydrolysis were studied; Secondly，the process of fermentation and production of γ-PGA from reed hydrolysate was optimized by segmented culture and DO feed-back control strategies. The results show that after pretreatment， the total sugar concentration of reed could reach （76.64±1.74[DK（]）[DK）]g/L under the condition of 10 FPU/g （substrate） enzyme dosage and 10% substrate addition; the reed hydrolysate was produced γ-PGA by segmented dissolved oxygen feedback-batch feed fermentation culture， and the final yield could reach （46.72±1.18[DK（]）[DK）]g/L， with the productionefficiency increasing by 46.06% compared with batch fermentation. The use of reed hydrolysate for batch fermentation of γ-PGA is industrially feasible， which helps to reduce the raw material cost of its commercial production.Keywords：fermentation engineering; reed hydrolysate; γ-polyglutamic acid （γ-PGA）; fed-batch; DO feed-back芦苇是一种大型多年生禾本植物，在雄安新区白洋淀的湿地环境中广泛生长，其地上部分高度能达到6 m，可通过种子传播或根茎分生繁殖，在短时间内积累大量的生物量［1］。