[发明专利]一种实现低氨发酵生产γ-聚谷氨酸的贝莱斯芽孢杆菌及其应用

说明书

一种实现低氨发酵生产γ‑聚谷氨酸的贝莱斯芽孢杆菌及其应用，涉及微生物学、生物工程发酵技术领域，分类学命名为贝莱斯芽孢杆菌YZHY21.A01(Bacillus velezensisYZHY21.A01)已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC NO：61921，保藏日期为2021年8月31日。本发明从豆豉中筛选得到一种实现低氨发酵生产γ‑聚谷氨酸的贝莱斯芽孢杆菌，通过菌种活化、固体发酵、纯化提取三个步骤发酵提取γ‑聚谷氨酸，既实现了高产γ‑聚谷氨酸，又减少发酵过程氨气量的产生。

技术领域

本发明涉及微生物学、生物工程发酵技术领域，具体是涉及一种实现低氨发酵生产γ-聚谷氨酸的贝莱斯芽孢杆菌及其应用。

背景技术

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种天然高分子聚合物。由于高分子量、强吸水性、高水溶性等理化特性及良好生物相容性、无环境毒害性、可生物降解性等生物学性能，γ-聚谷氨酸在农业、食品加工、医药等领域有着广泛的应用前景，可作为种子保水剂、饮料增稠剂、药物缓释剂等使用。2019年，全球聚谷氨酸市场需求量达到5.8万吨。

目前，微生物发酵法是工业生产中普遍采用的最佳γ-PGA制备方法，通过菌种筛选、培养和分离纯化制得γ-PGA，工艺简单、条件温和，可进行大规模生产。聚谷氨酸可由多种原料发酵而成。陈道生等人采用解淀粉芽孢杆菌，以麦麸、红薯渣、木薯渣为固体原料发酵得到聚谷氨酸(专利申请号：201810137031.X)。张超等人采用枯草芽孢杆菌，以蔗糖、谷氨酸钠为原料发酵得到聚谷氨酸，产量为37.6g/L(专利申请号：201510287786.4)。吴凌天等人采用贝莱斯芽孢杆菌，以甘蔗汁、谷氨酸钠为原料发酵聚谷氨酸，产量为54.11g/L(专利申请号：20201 0649532.3)。

但是，现有微生物法发酵聚谷氨酸，发酵温度一般为37～40℃，发酵过程中会产生氨气等具有特殊气味的气体，对生产环境造成影响。为了实现在低产氨条件下生产γ-聚谷氨酸，已有研究采用构建rocG、gudB和ureC基因敲除工程菌株(SKRGU1)的方法，但未实现大规模生产应用。此外，混菌发酵法也能够在一定程度上降低产氨量。

发明内容

本发明的目的在于提出一种实现低氨发酵生产γ-聚谷氨酸的贝莱斯芽孢杆菌及其应用，实现高产发酵生产γ-聚谷氨酸的同时，减少发酵过程氨气量的产生。

本发明从豆豉中筛选得到一种实现低氨发酵生产γ-聚谷氨酸的贝莱斯芽孢杆菌，分类学命名为贝莱斯芽孢杆菌YZHY21.A01(Bacillus velezensis YZHY21.A01)，已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC NO：61921，保藏日期为2021年8月31日，保藏单位地址为：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，广东省科学院微生物研究所，邮政编号510070。

本发明还提出了一种该贝莱斯芽孢杆菌在低氨发酵生产γ-聚谷氨酸的应用。

本发明还提出了一种该贝莱斯芽孢杆菌在低氨发酵生产纳豆激酶的应用。

本发明还提出了一种将贝莱斯芽孢杆菌YZHY21.A01接种于发酵培养基中进行发酵，制备γ-聚谷氨酸、纳豆激酶的技术方案。

作为本发明的优选技术方案，所述发酵培养基采用大豆培养基。更为优选的是，发酵培养基采用黑豆、黄豆培养基。

本发明利用贝莱斯芽孢杆菌实现低氨发酵生产γ-聚谷氨酸的方法为：

(1)菌体活化：将贝莱斯芽孢杆菌斜面从4℃冷藏柜中取出，置于28℃培养箱活化2～6h；

(2)固体发酵：取适当步骤(1)中的菌种斜面，在无菌的条件下，每支斜面以5mL无菌水将斜面菌苔清洗下来，以1～4％的接种量接入大豆培养基，恒温发酵24～48h，发酵温度28℃～35℃；