利用味精废水培养枯草芽孢杆菌产γ-聚谷氨酸及初步表征

摘要：

味精废水是一种高浓度有机废水,具有酸性强、高COD、高BOD、高硫酸根、高菌体含量和低温等特点,其中含有大量的L-谷氨酸、还原糖与氨氮,如果任其排放不仅浪费了宝贵资源,而且会造成严重的环境污染.实验利用味精废水作为培养基,培养枯草芽孢杆菌168得到产物 γ-聚谷氨酸,对于探索味精废水的资源化利用途径和降低微生物法合成 γ-聚谷氨酸的生产成本具有积极意义.单因素实验研究了培养条件对枯草芽孢杆菌168生长和 γ-聚谷氨酸产量的影响,结果表明,味精废水浓度、初始pH、接种量和培养时间对枯草芽孢杆菌168生长和 γ-PGA产量具有重要的影响.通过Box-Behnken响应面法进一步优化了枯草芽孢杆菌168的培养条件,优化后的培养条件为:味精废水稀释倍数3.88,培养初始pH 5.84,50 mL味精废水接种量10.55 mL,在37℃、180 r·min-1条件下培养48 h,γ-聚谷氨酸的产量达到(53.51±0.92)g·L-1.茚三酮比色法确定粗产品中 γ-聚谷氨酸含量为78.24％(质量分数).紫外扫描光谱分析显示检测样品中氨基和羧基的特点符合 γ-PGA标准图谱特征,γ-聚谷氨酸的聚合键与蛋白质的肽键结构有明显区别,γ-聚谷氨酸是由 γ-酰胺键聚合而成.傅立叶红外光谱和核磁共振分析显示,样品中含有酰胺基、羧基、羰基-CH、-CH2等基团.对紫外光谱、红外光谱和核磁共振结果进行综合分析,可以初步确定样品中存在酰胺键连接的多聚体结构,即 γ-聚谷氨酸的结构.研究结果显示,利用味精废水培养枯草芽孢杆菌168得到产物 γ-聚谷氨酸在技术上是可行的,为味精废水资源化利用探索出一条可能的途径,且具有降低微生物法合成 γ-聚谷氨酸成本的潜力.

关键词：味精废水、发酵培养、枯草芽孢杆菌168、γ-聚谷氨酸

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：山东行政学院科研课题YKTD201602;山东行政学院创新工程项目2018KY009

在线出版日期：2018-12-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1949-1957