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采用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis HCUL-B-115)发酵γ-PGA,通过对摇瓶培养条件和发酵罐培养条件优化提高了 γ-PGA的产量,同时对其分离纯化也做了相应的工艺学研究。进行了Bacillus subtilis HCUL-B-115的培养条件优化及放大工作。通过对摇瓶的培养条件优化,得到了如下优化的培养基成分为:60.00g/L玉米糖化液、5.00g/L普通蛋白胨、60.00g/L前体物谷氨酸钠、12.00g/L氯化钠、l.00g/L硫酸镁、0.42g/L氯化钙、4.00g/L磷酸二氢钾、0.08g/L硫酸锰;优化的培养条件为:自然状态下pH、接种量2%、装液量50mL/250mL、150r/min、37℃培养72h,最终y-PGA的产量为58.12g/L。在最优培养基基础上进行了补料摇瓶培养条件优化。确定了,B-115产y-PGA最适合的初始玉米糖化液浓度在20g/L。最适合的初始氮源浓度在4g/L。最适合的前体物谷氨酸钠浓度为30g/L。整个发酵过程分四个部分及在24小时、36小时、48小时、60小时,进行补糖、补氮源、补加前体物的发酵效果最好,γ-PGA的产量达到73.39gL,较分批发酵方式的y-PGA产量58.12g/L提高了 26.27%(质量分数)。在5L自动发酵罐中,通过分批发酵和补料分批发酵,对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilisHCUL-B-115)生物合成y-PGA进行研究,以达到高产的目的。结果表明:在分批发酵过程中,在通入空气条件下搅拌转速由150r/min提高至250r/min,发酵结束时γ-PGA产量从11.30g/L提高到30.86g/L;在补料分批发酵过程中,在通入空气条件下,搅拌转速采用250r/min,当糖质量浓度在20.00g/L以下时,每次补加50mL 20%的玉米糖化液则菌体大量生长,γ-PGA产量提高到52.20g/L。在小试基础上,以玉米糖化液为原料,利用Bacillus subtilis HCUL-B-115进行了300L发酵罐的中试研究。试验结果表明:发酵96小时,最终发酵液中y-PGA的质量浓度达到了 42.03g/L,γ-PGA相对于还原糖的得率为70.05%。采用发酵液乙醇沉降预处理,再冷冻干燥,可分离得到纯度较高γ-PGA产品,乙醇提取液可通过回收蒸馏再次利用,以降低微生物法生产y-PGA的经济成本。经过在不同浓度乙醇提取、不同发酵液y-PGA浓度条件下提取实验,发酵液中添加6倍体积乙醇时,提取率高达67.47g/L。中试分批发酵生产时,若按上述比例提取分离γ-PGA,100L发酵液将会消耗600L无水乙醇,这样将大大增加工业化生产成本。因此建议应对发酵液进行浓缩处理,采用高纯度的乙醇溶液以1:3比例分离纯化γ-PGA。对透析过夜的样品进行红外光谱测定,结果发现γ-PGA样品为聚酰胺。对γ-PGA样品进行紫外扫描,γ-PGA的最大吸收波长位于206 nm处,图谱只出现一个峰,该聚合物没有典型的肽链结构不属于蛋白类物质同时也不属于核酸。用凝胶电泳和凝胶渗透色谱法对γ-PGA的分子量进行了分析,结果显示:SDS电泳法测定出聚合物的分子量在600-700kDa之间,利用GFC法测定分子量为960kDa。用电镜对γ-PGA的冻干样进行了观察,照片显示冷冻干燥并没有破坏它的内部结构,通过离心除菌体,酒精沉淀提取的γ-PGA中还含有大量的菌体。