一株γ-多聚谷氨酸生產(chǎn)菌的分離篩選與鑒定

何 劍，雍曉雨，2，周 俊，2，王舒雅，2，陳怡露，鄭 濤，2

(1.南京工業(yè)大學(xué) 生物與制藥工程學(xué)院，南京 211800;2.南京工業(yè)大學(xué) 生物能源研究所，南京 211800)

γ-多聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid，γ-PGA)是由微生物利用D-和/或L-型谷氨酸單體通過α-氨基和γ-羧基之間的酰胺鍵聚合而成的一種天然帶負電和的高分子聚合物［1］，最先在炭疽芽胞桿菌的莢膜中發(fā)現(xiàn)［2］。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)有多種生物在代謝過程中能夠合成γ-PGA，包括古細菌(Natrialba aegyptiaca)、細菌(Bacillus subtilis natto、B.subtilis subsp.chungkonkjang、B.licheniformis ATCC9945、B.anthracis和 B.megaterium WH320)和 動 物(Hydra)［3］，其中以芽胞桿菌類最普遍。γ-PGA 及其衍生物在食品、化工、材料和醫(yī)藥等領(lǐng)域具有極大的開發(fā)價值和廣闊的應(yīng)用前景［4］。

γ-多聚谷氨酸結(jié)構(gòu)獨特，很難通過化學(xué)方法合成;酶轉(zhuǎn)化法雖然工藝路線簡單、周期短，但合成的γ-PGA相對分子質(zhì)量較小，制約了該方法的生產(chǎn)實際應(yīng)用;提取法制備γ-PGA的含量不穩(wěn)定且副產(chǎn)物多、成本也較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，因此目前獲得γ-PGA最有效的途徑是通過微生物發(fā)酵［5］。目前，用于研究 γ-多聚谷氨酸生產(chǎn)的典型菌株主要有 Bacillus licheniformis ATCC9945a(從土壤中分離得到)和Bacillus subtilis IFO3335(從豆制品中分離得到)等［6］。Jeong等［7］報道了 1 株B.subtilis RKY3經(jīng)過24 h發(fā)酵，γ-PGA產(chǎn)量達到48.7 g/L，但相對分子質(zhì)量僅為 6.2×104;Cao等［8］報道了 1 株 B.amyloliquefaciens LL3，雖經(jīng)過44 h發(fā)酵生產(chǎn)的γ-PGA相對分子質(zhì)量為4.7×105，但產(chǎn)量僅有4.4 g/L;由于菌株產(chǎn)率較低、營養(yǎng)條件要求苛刻，難以大規(guī)模生產(chǎn)，例如Ashiuchi等［9］發(fā)現(xiàn) Bacillus subtilis subsp.chungkookjang 在含有200 g/L谷氨酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)5 d，γ-PGA的產(chǎn)量僅能達到13.5 g/L，因此，篩選優(yōu)良的 γ-PGA生產(chǎn)菌種尤為重要［10］。本文旨在從土壤中自主分離出一株高產(chǎn)γ-PGA的菌種，為γ-PGA的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 分離試樣

土樣采集自江蘇省南京市玄武區(qū)某菜園土。……