[发明专利]一种利用纳他霉素发酵酶解废液发酵生产聚谷氨酸的方法

说明书

本发明公开一种利用纳他霉素发酵酶解废液发酵生产聚谷氨酸的方法，将纳他霉素生产过程中酶解离心后的废液添加少量碳源及谷氨酸钠，接入枯草芽孢杆菌发酵，发酵结束后，发酵液直接加入一定比例的磷酸盐进行喷雾，获得农业级聚谷氨酸。本发明方法获得的聚谷氨酸分子量仅为20‑30万道尔顿，更利于农业中的使用。且残留部分纳他霉素晶体，可以在聚谷氨酸使用过程中，对农作物由真菌引起的的病害(如根腐病、炭疽病、白粉病等)起到一定的抑制作用，增强其使用效果。

技术领域

本发明涉及一种利用纳他霉素发酵酶解废液发酵生产聚谷氨酸的方法，属于微生物发酵技术领域。

背景技术

γ-聚谷氨酸能溶于水、可生物降解、可食用、对人体无毒性、对环境无污染。由于其特殊的物理和化学特性，可以在食品制作中作为增稠剂、在医药行业作为药物载体、保湿剂等，广泛用于食品、医药和化妆品行业中，在农业中也可以作为保水剂，果蔬的保鲜剂、防冻剂，也可以作为水处理过程中的絮凝剂和重金属螯合剂等。

γ-聚谷氨酸漫淹于土壤中时，会在植株根毛表层形成一层薄膜，不但具有保护根毛的功能，更是土壤中养份、水份与根毛亲密接触的最佳输送平台，能很有效率的提高肥料的溶解、存储、输送与吸收。阻止硫酸根、磷酸根、草酸根与金属元素产生沉淀作用，使作物能更有效的吸收土壤中磷、钙、镁及微量元素。促进作物根系的发育，加强抗病性。并对酸、碱具有绝佳缓冲能力，可有效平衡土壤酸碱值，避免长期使用化学肥料所造成的酸性土质。

但在现有的γ-聚谷氨酸发酵生产中都是直接在发酵培养基中加入大量氮源，由于用量较大，在一定程度上增加了生产成本。且生产过程中使用酸以及酒精等有机溶剂，后续处理过程中有机溶剂易对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种利用纳他霉素发酵酶解废液发酵生产聚谷氨酸的方法，本发明首次利用纳他霉素发酵酶解废液进行聚谷氨酸生产，通过酶解将一些大分子物质分解成小分子，使其更容易被枯草芽孢杆菌利用，从而发酵生产低分子量的聚谷氨酸。本发明方法工艺简单，减少氮源的使用，使生产成本大大降低，并减少发酵废液直接排放对环境的污染，部分残留的纳他霉素对农作物由真菌引起的的病害（如根腐病、炭疽病、白粉病等）起到一定的抑制作用，增强聚谷氨酸的使用效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种利用纳他霉素发酵酶解废液发酵生产聚谷氨酸的方法，将纳他霉素生产过程中酶解离心后的废液，添加碳源及谷氨酸钠，接入枯草芽孢杆菌发酵；发酵结束后，发酵液直接用磷酸盐进行喷雾，即可获得农业级聚谷氨酸。

具体的，包括以下步骤：

（1）发酵液培养：将纳他霉素酶解后离心废液中按比例接入柠檬酸、MgSO₄、磷酸氢二钾、碳源和谷氨酸钠，配制成发酵培养基，以5%的接种量接种枯草芽孢杆菌，进行发酵培养，发酵时间50-60h。

（2）发酵液处理：发酵结束后，将发酵液中直接加入磷酸盐进行喷雾干燥，得到农业级聚谷氨酸粗品。

所述步骤（1）中的发酵培养基组成为：纳他霉素酶解离心废液中添加柠檬酸 2～5g/L，MgSO₄ 0.1～0.5g/L，磷酸氢二钾1-3g/L，碳源80～150g/L，谷氨酸钠50-70g/L，pH7.2～7.5，115℃灭菌20min。

所述碳源为葡萄糖、蔗糖、糖蜜、玉米浆中的一种或几种。

所述步骤（1）中的发酵条件：温度34～37℃、好氧条件下搅拌培养120～260rpm，发酵时间50-60h。

所述步骤（2）中的磷酸盐为磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠中的一种或几种。所述步骤（2）中的磷酸盐用量为发酵液重量的3.5～4.0%。

所述农业级聚谷氨酸，分子量为20-30万道尔顿。