全 文 :!10 10g/L
"!
5
#
2012
$
9
%
T
L
´
Y
µ
¶
ChineseJournalofBioprocessEngineering
Vol.10No.5
Sep.2012
doi:10.3969/j.issn.1672-3678.2012.05.005
NOPH
:2012-05-02
ST.U
:
FÃG
(1977—),
t
,
ÍÎHI
,
ôõ
,
ÅÓÔÕ
:
01Y¶
,Email:fengzhibin257@163.com
ót] γ ûüý÷^þÿ ¡
,
,
,
4
,
U
(
/0 1F005
,
264025)
7
a
:
µ+¶·¸¹ñ
S9114
yº»¼½¹ñ
NTG 4
Ã
10L
¾¿ÑÒÀâ<ÁñÑÒ
,
ÂÃÁñÑÒä
ãγ Ķ·Ód<®Åâ
lփ
32℃,6h
ïÆÊ
37℃
8Æ¿ç
,
¶·¸¹ñyº»¼½¹ñÇÜì"!
5%
y
05%,pH70,
õÈ
20%
þzA°γ Ķ·ÑÒ,ÃË()*ÑÒ32hγ Ķ·þãÜ!383g/L。
bcd
:γ Ķ·;¶·¸¹ñ;º»¼½¹ñ
efghi
:TQ921
6jklm
:A
6n;i
:1672-3678(2012)05-0023-06
Optimizationofcultureconditionsforproducingpoly
(γglutamicacid)bymixedfermentation
FENGZhibin,LIKun,SHIXiufeng,CHENGShiwei,CHENGuozhong
(ColegeofLifeScience,LudongUniversity,Yantai264025,China)
Abstract:Theefectsofmixedfermentationconditionsonproductionofpoly(γglutamicacid)(γPGA)
wereinvestigatedina10Lfermentor.Theresultshowedthatthetemperaturewasanimportantfactorfor
theγPGAproduction.Withthetemperatureadjustingfrom32℃ to37℃ at6hintheprocessofculti
vation,theγPGAproductionwasenhanced.Furthermore,theexperimentsofoptimizinginoculationvol
umeofCorynebacteriumglutamicumandBacilussubtilis,pHanddissolvedoxygenwereperformedtoin
creasetheγPGAproduction.ThehigherγPGAproductionwasobtainedwhentheinoculationvolumeof
C.glutamicumandB.subtilis,pHanddissolvedoxygenwereadjustedto5%,0.5%,7.0,and20%,
respectively.Undertheoptimalcultureconditions,afinalγPGAconcentrationof38.3g/Lwasob
tainedafter32hfermentation.
Keywords:poly(γglutamicacid);Corynebacteriumglutamicum;Bacilussubtilis
γ UVWX(γ PGA)ÝÞzWðé2JÏ*
U©L
,
-²*p(Þè
105~106,
-,Pô
õü0`
,
ã;mK
、
ß
、
ªÒ
、
9à
、
BL
、
¿&
、
L
、
<¯yðé
,
MQ
、
NR
、
9OR
、
ô9
、
Æy
:ã;25¤"
[1-3]。
Á"
,
T>
γ PGA#ßÔ7Ý017,ÖÛGHIcÝP]ß
VWX",
,
P²γ PGAT>Sz²èVWX
~PVWX>~
,
ÀÇγ PGA2©ª(±
)
,
+T>PÅÓ¤Sh#ßÝVWX~S
h
[4]。
VWX~Sh]ß01GHIco´
Þ»(2VWXçèγ PGA©ª2",P_9,
o´(Þ
20~80g/L,
YÆT>ªÄ±m
,
HV
WXo´(±mI
1G9%J)
,
VWXˤ
%{Qo´(2
50%[5-9]。
·}zÅÓ
ðRS01ÂWTL>R2
T>cJdh
,
µ³2T>P5¤x
y
,
URSy
[10]
ˤüÂÂBP}¡SRS0
1
L
TyX;x,m/TyX2>(
;
U
y
[11]
ˤ:;¡S
、
VWXV¡SRS01¡
fW?XY{Z2xy
,
éÝÿÀRS0
1©ªγ PGA2ij±\;[Ãy[12]Ä£¤:
;¡SPVWXV¡SRS01 γ PGA,é
%S]²=±l
,
;Pém´S2Y
,
H7,
¾©%SM|TÂ201GHI
,
±l:;
¡S2|I]ek
1/5
,ç`a2 γ PGA01
GHI
,
bT>\Fã;Þ»29`
。
£¤VWXV¡SP:;¡SR©
01
,
01#%S|I±l
,
@µÚµy
ôõEEFÁ2TÂú%
,
01µ¶c¸V´
WbEM
pH
z{]zels¬ekGHI
,
V
WXV¡S01©ªVWX",:;¡S
©ªγ PGA,J#KEVWX`γ PGAT>
S01GHIco´VWX2ö÷
,
J) γ PGA
T>ªÄ
,
èRS01 γ PGAYÆ9T>,"
MÃ
。
1
op%rs
11
op
111
Sz
:;¡S
NTG 4、
VWXV¡S
S9114,
μ5¤ÑTLÅÓ9$
。
112
GHI
:;¡S
NTG 4
z*GHI
(g/L):
NO
<
20,
1^
5,
¡
10,NH4Cl25,KH2PO42,
MgSO404;pH70。
VWXV¡S
S9114
z*GHI
(g/L):
NO
<
25,
tu®
30,K2HPO415,MgSO405,E5;
pH70~72。
RS01GHI
(g/L):
NO<
80,
tu®
3,
©
ªX
12,CaCl21,KH2PO415,MgSO405,NH4Cl5,
MnSO4005,FeCl3002;pH72。
12
rs
121
SzGHÔ7
:;¡S
NTG 4
z*GH
:500mL
¡¢
³}´
50mL
z*GHI
,
±z_9Ç2@6Sz
Þô
,
Úµ
37℃,
Gú
200r/min,
£GH
13h。
VWXV¡S
S9114
z*GH
:500mL
¡¢³
}´
50mL
z*GHI
,
±z_9Ç2@6SzÞ
ô
,
Úµ
32℃,
Gú
200r/min,
£GH
8h。
RS01GH
:
²VWXV¡S
S9114
z*©
P:;¡S
NTG 4
z*©ÖÞ»°*R©±
l
10L
01¶c
;
_`Gú
200~700r/min,
@«
(
3L/(L·min);pH65~70,
Þ»ÚµtGH
,
Jabþa
,
¹
IV´
700g/L
2NO<©
,
01µ¶cÈÊÉÞ»IÊ
Ùº»OÀ"£dEF
。
122
²³Ô7
S,áp(º»
:
²01©ÏÐc
2
w
,
.d
Sb
,100℃
eá)¬p(
,
º»Sáp(
。
VWX(º»
:
£¤
SBA 40C
TL6]×
º»
。
γ PGA2º»:ßfgÓÔ7(GPC)Öº,
ShodexHpakSB 806mHQ
ÓÔØ
,ThermoLINEAR
UV201
qzÖº×
,
Vºè
02mol/LNa2SO4&
©
(
hXE
pH=40),
Vú
10mL/min[13]。
2
xy%z)
21
!Zγ PGAót]^_`
²
5%
±z(2VWXV¡SP
1%
±z(2
:;¡S±l01©
,
²Ý
32、34、37℃
tG
H
36h,
º»γ PGArVWX(yPQ,yU
1
Tß
。
1
!Zγ PGA]^_`
Table1 EfectsoftemperaturesonproductionofγPGA
Úµ
/℃ ρ
(γ PGA)/
(g·L-1)
ρ(VWX)/
(g·L-1)
ρ(áS,)/
(g·L-1)
32 27 44 312
34 98 19 308
37 43 12 286
1
Pà
:
3
zÚµ£Kt
,γ PGA01
>(:)À
10g/L,
7,GRS01ÑTLi|ç
¤28A
,
jº
34℃
[\t01bcám
。
é>
o´VWX",2:;¡SGS01 γ PGA
>($±¸k
(
PKL
[14]
y°±
),
_0
1ûÇ£¤c§i£rñÑlÖ±yÔ7²³
01©cS,TÂÞß
,
0G{|ÚµGH[\t
%S°*$±¸À
,32℃
GH[\t01©c
VWXV¡SöΣ2
92%
`a
,
34
r
42
T
L
´
Y
µ
¶
!
10
"
37℃
GH[\tTö°*²Ýè
55%
P
26%;
@
µTL6]×Öº
3
zÚµt01©c2VWXp
(´µ²Ýè
44、19
P
12g/L,
©S,TÂÞß
PJäN
32℃
t:;¡S7ék²TÂ
,
V
WXV¡Söm-8S
,
01µ¶IÄVWXV
¡S2#.ç¤tGèVWX01
;37℃
t{Ë
ÀVWXV¡S2TÂ
,
YPé34VWX©ªF
Ú2Y»`
,
VWX©ª(±)
,
jº:;¡
SmUk²
,
é56©ª γ PGA2!ß",,_
γ PGA01øJd,34℃nÀ%Sæ¾TÂÚ
µÊ
(
"#y
[1415]
ðVWXV¡Sæ¾
TÂÚµè
32℃,
:;¡Sæ¾TÂÚµè
37℃),
%STÂ-:o
,
_ γ PGA>(ám。
+PJäN
,
{|01ÚµY34%S01©
c2°*
,
d^34γ PGA2©ª。
è9Ø%S:oTÂ
、
i|©ª γ PGA,0
1µ¶c£¤ÚpqdEF
,
01#F¬Ú
µè
32℃,
8IrQVWXV¡ST©ªTª
γ PGA!]2",VWX,012、4、6、8r10h
Ç,Ú)
37℃,
;VWX01Õγ PGA01
µs
,
MNγ PGA2©ªÞß,yUÞ1Tß。
f
1
"!#Zγ PGA]^_`
Fig.1 Efectsoftemperaturerisetimeon
γPGAproduction
Þ
1
Pà
:
ÚF¬- γ PGA©ª>
;
Ë
,
é,ÚI2ný>
ß
。
,ÚIÊtu
(4h
"
),
VWXV¡S2TÂüý`¬
,
{év
udl>X#
,
34VWX©ª
。
jº:;¡
ST³
,
é56VWXV¡S,2",V
WX
,
01ûIγ PGAçwðñ»);,ÚIÊ
µx
(8h
Ç
),
01"#VWXV¡SmUùú
,
:;¡S2TÂúµ±C
,
S,£({Q
,
ø
J;xG9",VWX
,
ZªVWXçw±W
,
é
γ PGA>(»)。@µ-01µ¶cVWX´µ
2yº
,
6h
,Ú
,
VWX2p(´µgý
7g/L;12h
IVWXýãA
17g/L,
+Çìíγ
PGA
>ú©ª
,
-VWXþF´>
,
Hà©2L
µm
,
&Cxy¸
;20h
ÇVWXp(´µ
Jè
5g/L`
a9:Y»
;
28h
I γ PGA
>(ý
282g/L,
-À¬ÚF¬£K;±I
µ2,m
。
22
$uZγ PGA]^_`
ÑTL2Æ´µY34ÑTLTU2
zºIÊ
,
±2z(;ËÀÑTL>údl-£
TÂ#
,^
±Ï2±z(²Y&ÂÑTLTÂ2&
#
,
TUzº±x
,
RS01,ÚcƱz°
*²Y{|ÑTL2TUzºIÊP01µ
¶cS,°*
,
d^342>L2©ª
,
{¾å2
±z°*YåRS01,ÚS,TÂÿo
,
øJ
G{|ÑTL2i|01ç¤
,
úI.,01
ÿ{
。
»VWXV¡S±z(è
5%,
:;
¡S²ÝJ
01%、05%、1%、15%
P
20%
2±
z(±l01©
,
ÆGHÚµè
32℃,6h
Ç,Ú
)
37℃,
yUÞ
2
Tß
。
f
2
$uZγ PGA]^_`
Fig.2 Efectsofinoculationratioon
γPGAproduction
Þ
2
Pà
:
:;¡S±z(è
05%
I
γ PGA>(æm。:;¡SƱz(µ
m
,
S,µuTÂ
,
þFGHIc|Hª²
,
34V
WXV¡S2TÂ7=
,
",VWX©ª{Q
,
ü
7;x©ª γ PGA,é:;¡SƱz(
µ)
,
TUzºIÊe4
,
|HIpèVWXV¡
Sˤ
,
S,({Q
,
øJ;x|9",VWX
,
Y
{ËÀγ PGA©ª。
23 pH
Zγ PGA]^_`
VWXV¡S©ªVWXæ¾
pH
âãè
70~75,
:;¡S©ªγ PGA2æ¾pHâ
52
!
5
# FÃGy
:
RS01T>γ UVWX2YZ[\89
ãè
60~70,
60~75
âã}ªÆ{|2
pH
dγ PGARS01,- γ PGA©ªPS,T
Âd²³
,
yUÞ
3
Tß
。
Þ
3
Pà
:65~
75
2
pH
:;ËÀγ PGA©ªPS,TÂ,-J
pH70
æ¢
,
Î,äaRS01;Þ»¶µ2
pH
¾5`
,
éå
pH
)À
60
I γ PGA©ª(»),
Péݱ)2
pH
{ËÀ",VWX©ª
,
d^3
4γ PGA©ª。
f
3 pH
Zγ PGA]^_`
Fig.3 EfectsofpHonγPGAproduction
24
}%Zγ PGA]^_`
O2è³CÑTLTÂ7=T!],-sLpT
>Pé(7=;}W34
,
VWXV¡SP:;
¡S:è³CÑTL
,
01µ¶c!Q2&
C[\çérQsT>]³
,
01µ¶c@µE
MGú²ÝD:
5%、10%、20%
P
40%
2&Cd
γ PGARS01,yUÞ4Tß。
f
4
}%Zγ PGA]^_`
Fig.4 Efectsofdissolvedoxygenon
γPGAproduction
Þ
4
Pà
:
20%
2&C[\t
,γ PGA>
(æm
,
ý
361g/L。
µm2&C{ËÀ γ
PGA
01
,
èµm2&C!º~ìm2_`G
ú
,
Zª[^2å
,
12ZªJ
,
-s0
1Ç#öÀ~2
,
Hµm2&Cá{Ë
À",VWX2çw
,
m&C~tS,Ãç
¤Ü9
,
NO<ÕÀ3ÆC9
;
±)2&Cá{
ËÀγ PGA01,)&C~tVWXV¡S
7=>?À9
,
çwXy;X
,
J)/VWX
2©ª(
,
H:;¡S)&C[\tTÂY
üý:¬
,
34 γ PGA2©ªéå,å&C)À
5%
Iγ PGAIÄá;©ª,_ný 20%è γ
PGA
012æ¢&C´µ
。
25
ótµ&γ PGA^]g¨
æ¢[\td γ PGARS01
32h,
ÈÊÉ
4h
º»01©cVWX
、γ PGAr
S,(
,
yUÞ
5
Tß
。
Þ
5
Pà
:
S,(0
1
2h
ÇÅÆm´
,28h
ÇIÄ9:Y»
,32h
S,
(á;tJ
;
VWX01
4h
ÇÅÆ©ª
,
12h
ýæmp(´µ
20g/L,
+Çìí:;¡S
-sˤ´µ[)
,
)01ûIp(´µD
:
5g/L
`a
;γ PGAN01 8h"Ç©
ª
,8~24h
9:±m2©ªú%
,24h
ÇÀ
γ PGA2çw01.,01©Lµg{ËÀ
C«26p
,
&C[\
9., γ PGA©ªú%
tJ
,
01ûIγ PGA>(è383g/L。
f
5 γ PGA]
Fig.5 TimecoursesofγPGAfermentation
3
x
)
²VWXV¡SP:;¡SdRS0
1
,
HIõ/Úµ-γ PGA01234,0GÕ
À%Sæ¾TÂÚµÊ2Úµγ PGA©ª(æ
m
;
%S01µ¶c2°*²Y34γ PGA2
>(
;
£¤ÚpqEM%S2TÂúµðñ
201xy
,γ PGA>(,mý25g/LJ¯;dÞ
EM%S2Ʊz°*
、pH
r&Cy[,
γ PGAæD>(P38g/LJ¯。+PJäN
RS01Tã;28ë`
,
VWXV¡Sè:;
¡S,γ PGA©ª2",,VWX©ª
ˤ
,
âÅ01µ¶cÆDD:±)´µ|Iä
62
T
L
´
Y
µ
¶
!
10
"
rQ/©ªγ PGA2]ß,01ûIVWX¹
()À
5g/L,
ã;±m2
1G9%
。
|I0
G
,
åγ PGA©ª(ý20g/LJ¯I01©L
µZ[¯ó
,
01©c
O26px%¸,ª
Céåýâ:bcJÇ>{érQC
,γ PGA
©ªú%ðñJ)
,
£pqC[\ γ
PGA
>(5QPdÞ,ó
。
L6j
:
[1] ShihIL,VanYT.Theproductionofpoly(γglutamicacid)from
microorganismsanditsvariousapplications[J].BioresourTechn
ol,2001,79:207225.
[2] HuangBaiqi,QinPeiyong,XuZhiwen.EfectsofCaCl2onviscos
ityofculturebroth,andonactivitiesofenzymesaroundthe2oxo
glutaratebranch,inBacilussubtilisCGMCC2108producing[J].
BioresourTechnol,2011,102:35953598.
[3] ChenX,ChenSW.HighyieldofpolyγglutamicacidfromBa
cilussolidstatefermentationusingswinemanureasthebasisofa
solidsubstrate[J].IntJBiolMacromol,2005,96:18721879.
[4] DuGuocheng,YangGe,QuYinbo.Efectsofglycerolonthepro
ductionofpoly(γglutamicacid)byBaciluslicheniformis[J].
ProcBiochem,2005,40:21432147.
[5] XuHong,JiangMin,LiHui.Efcientproductionofpoly(γglu
tamicacid)bynewlyisolatedBacilussubtilisNX2[J].Proc
Biochem,2005,40:519523.
[6] WuQun,XuHong,YingHanjie.KineticanalysisandpHshift
controlstrategyforpoly(γglutamicacid)productionwithBacil
lussubtilisCGMCC0833[J].BiochemEngJ,2010,50:2428.
[7] ShihIL,VanYT.Theproductionofpoly(γglutamicacid)from
microorganismsanditsvariousapplications[J].BioresourTechn
ol,2001,79:207225.
[8] SuYishan,LiXia,LiuQingzhi.Improvedpolyγglutamicacid
productionbychromosomalintegrationoftheVitreoscilahemoglo
bingene(vgb)inBacilussubtilis[J].BioresourTechnol,2010,
101:47334736.
[9] ShihIL,WuPJ,ShiehCJ.Microbialproductionofapoly(γ
glutamicacid)derivativebyBacilussubtilis[J].ProcBiochem,
2005,40:28272832.
[10]
RS
,
5·
.
R©GH01
L
TyX2ÅÓ
[J].
-
¼¼i
:
¹º»¼Á
,2000(1):7679.
[11]
U
,
C
,
[v
,
y
.
R©S017T>¡fW?X
2YZ[\89
[J].
9Y¼i
,2007,58(6):15351540.
[12]
[Ã
,
îã
,
.
¤:;¡SPVWXV¡SR©
GH,Ú¬ γ UVWX2Ô7:c·,100999756A[P].
20070718.
[13]
½z
,
[
,
,
y
.γ UVWX,201©¥ör
²Ï9YZ
[J].
NR01YÆ
,2009,35(3):611.
[14]
FÃG
,
¶
,
,
y
.γ PGAT>SnorGH[\Å
Ó
[J].
TL´Yµ¶
,2010,8(1):4044.
[15]
FÃG
,
Ùdó
.
,m
L
VWX>(2Ç#01YZ"£Å
Ó
[J].
NR»¼
,2009,30(4):
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
4043.
,-./
()*
EV71
eqÞ+,-.Y#/Ç
·b¼¯L
《JournalofVirologicalMethods》
$0
/c·»¼/¯ÅÓT2÷ÿ
Àªð¬Û- j0
EV71
2cP`G¢ÿ,2æ}ÅÓªy
。
¯TðÒÅÓTÃÜ
、
î½cPÙ2ÅÓC2P.t
,
ˤIY¶=¬/
{ã]`2
EV71
0Ù ¡çèT¢
,
@µT¢Ï£;s>Tã;ÿ0éå2cPÿ,
。
ºÇ
,
Ë
¤6¡2讯¬/
3
h鲤cPÿ,2è
D5、C4
P
H7。
OÀT9²³
ð
,
*G¢ÿ,é|À¥Ý
EV71
0
62¦§
。
T¢¨Äñß
,
*ÿ,DéÖºý]c2
EV71
0
。
+
,
*G¢ÿ,PJ¤ÀdÞÅ0Û-
EV71
2
©ñ¼ª
。
,z¼c
,
*G¢ÿ,>
)2´µtDé;xí0«l
,
,߶þã
;Å0¤Àͬ2{9G¢ÿ,QL2äå
。
QÅÓè
EV71
0]2u#©ñPG¢ÿ,QL
Å0A»/³Ig
。
(
+
)
72
!
5
# FÃGy
:
RS01T>γ UVWX2YZ[\89