γ-聚谷氨酸合成菌的鉴定及其对肥效的影响

从豆豉中分离到1株产γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)的菌株JG,通过菌株形态特征和16S r DNA序列对比分析,对该菌株进行了鉴定。同时对发酵产物进行了提纯,并添加不同比例聚谷氨酸到复合肥中,进行盆栽试验。结果表明,该菌株16S r DNA序列与Bacillus subtilis HQ 327126的同源性达到99%,确定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌株γ-PGA的发酵产量为40 g/L,对发酵产物进行提纯,获得含量为80%的γ-PGA。添加不同浓度γ-PGA的处理,芜青油菜叶绿素含量明显提高,添加0.02%~0.03%的γ-PGA,芜青油菜鲜重增加可达18.35%~19.57%,具有明显提高肥效的作用。     

聚-γ-谷氨酸对烟草种子萌发及苗期生长的影响

用不同浓度聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)溶液对烟草种子进行不同时间浸种处理,通过种子发芽率、种子活力与种子酶活性的变化,筛选出γ-PGA浸种的最佳浓度和时间;还研究了不同浓度γ-PGA溶液灌根对烟草苗期生长的影响。结果表明,用0.10~0.30 g/L的γ-PGA溶液浸种1~3 d可以提高烟草种子的发芽率、种子活力,缩短出苗时间。处理后的种子淀粉酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性与对照相比均有不同程度的提高,以0.20g/L的γ-PGA溶液处理种子1 d效果最好。灌根试验表明,烟草苗期生长的最适γ-PGA浓度也为0.20 g/L。     

产γ-聚谷氨酸菌株的筛选及其对玉米幼苗生长的影响

从土壤样品中分离和筛选到1株γ-聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)高产菌株C1.经形态、生理生化和16S rRNA序列分析,将Cl鉴定为枯草芽孢杆菌.水培试验表明:添加γ-PGA对全养分条件下玉米幼苗生物量增长没有明显的影响,但显著提高了1/2和1/4养分条件下玉米幼苗地上部和地下部生物量.γ-PGA在各种养分条件下都能提高叶绿素相对含量(SPAD值)和根系活力,但1/2和1/4养分条件下提高作用更显著.当γ-PCA浓度低于0.30 g·L-1时,生物量和SPAD值随γ-PGA浓度增加而增加;添加γ-PGA处理的玉米根系活力始终高于对照且与γ-PGA添加量无关.本研究首次揭示了较低浓度的细菌源γ-PGA对低营养条件下玉米的生长有显著的促进作用.     

利用枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸

利用实验室筛选得到的一株枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA),主要对其发酵工艺参数进行了优化。先通过单因素优化及PB试验筛选重要因子,然后利用Box-Behnken优化发酵工艺最佳组合,获得了最佳培养基组成和最佳培养条件,且在摇床水平上使γ-PGA产量由最初的6.03 g·L~(-1)提高到10.98 g·L~(-1)。接着通过对补料工艺的探索,确定了最佳补料时间和补料配方,最后在5 L发酵罐上进行了放大生产,最终γ-PGA的最高产量可达到31.18 g·L~(-1)。     

γ-聚谷氨酸明胶膜对重金属离子吸附特性研究

利用蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)液体发酵制备γ-聚谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid,γ-PGA),提取并制得γ-PGA溶液;以0.5 g/L的γ-PGA溶液与明胶交联制成明胶膜,未交联γ-PGA的明胶膜作空白对照,用原子吸收分光光度法检测金属离子消耗,研究γ-PGA明胶膜对Cu2+、Co2+的吸附特性。实验结果表明,Cu2+在pH为8、24℃、5 h时有最佳吸附量,饱和吸附量为12.34μg/mL;Co2+在pH 7、21℃、5 h时有最佳吸附量,饱和吸附量为19.50μg/mL;证实了γ-PGA与明胶交联制成的明胶膜具有吸附重金属(Cu2+、Co2+)的能力。     

聚谷氨酸液态发酵条件优化

[目的]对一株产聚谷氨酸(γ-PGA)的枯草芽孢杆菌N-2的液态发酵培养基以及发酵条件进行优化。[方法]采用单因素试验和响应面分析法结合的方法,对枯草芽孢杆菌N-2的液态发酵培养基以及发酵条件进行优化。[结果]优化得到的最佳发酵培养基组分为蔗糖31.5 g/L,大豆蛋白胨4.0 g/L,L-谷氨酸44.3 g/L,KH2PO40.3 g/L,无水CaCl20.2 g/L,NaCl 3.0 g/L。优化得到的最适发酵条件为:pH 7.5,装液量30%,接种量7%,37℃发酵48 h,此时γ-PGA的产量最大可达18.7 g/L。[结论]为今后聚谷氨酸的性质研究奠定基础。     

微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展

γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是由L-谷氨酸或D-谷氨酸通过肽键结合形成的一种多肽高分子,具有良好的水溶性、生物相容性、水解性、生物可降解性、无毒等优良特性。文章综述了微生物合成γ-PGA生产工艺,如生产菌株、培养基优化、发酵工艺和固定化技术等,介绍了γ-PGA在废水处理方面的应用,并指出了其发展方向。     

1株高产γ-聚谷氨酸菌株的选育及培养基筛选

从腐乳中分离筛选出1株产γ-PGA的菌株pga-1,经过菌落形态、革兰氏染色显微成像及细菌16Sr DNA基因序列分析,确定其为枯草芽孢杆菌(Bacdllus subtilis).对该菌的抗逆性、生长及发酵最佳培养基进行初步的研究和筛选.结果表明,经过3个月的冷冻保藏后该菌生长旺盛,表现较强的抗逆性和稳定性;摇瓶发酵产物纯化后经酸水解、高压液相色谱检测,表明其成分为单一谷氨酸,说明发酵产物为谷氨酸聚合物;用5种培养基进行最优种子培养基和发酵培养基筛选,表明培养基A生长量最大,为最佳种子扩繁培养基;富含谷氨酸钠的培养基C为最佳发酵培养基,发酵72 h后,γ-聚谷氨酸的产量最高达到28.9 g·L-1.     

γ-聚谷氨酸发酵液对小白菜生长及氮磷肥料利用率的影响

对比研究γ-聚谷氨酸(纯品)和发酵液作为微生物肥料，对蔬菜生长和养分利用的影响，为化肥减施和可持续农业的发展提供依据。以小白菜作为研究对象，利用筛选的γ-聚谷氨酸高产菌A-5及其发酵产物，开展盆栽试验。测定了γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液对小白菜品质、土壤理化性质和土壤酶活性的影响，并计算肥料表观利用效率和经济效益。结果显示，Bacillus subtilis sp. A-5所生产的γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液均具有较好的促生增效效果；与减30%氮肥处理相比，γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液处理分别使小白菜产量增加20.19%和37.63%,后者促生效果更佳。在含有大量活性生产菌株的γ-聚谷氨酸发酵液处理下，N/P当季肥料利用率显著高于其他处理，较γ-聚谷氨酸具有更高的经济效益。综上所述，Bacillus subtilis sp. A-5所产γ-聚谷氨酸发酵液对促进小白菜生长和提高肥料利用效率有显著效果，具有较好的应用前景，可为其在农业中的应用提供理论依据。     

地衣芽胞杆菌WX-02补糖发酵聚γ-谷氨酸的工艺优化

以地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)WX-02为研究对象,在摇瓶发酵中得到优化的葡萄糖补料方案,即初始葡萄糖质量浓度为70g/L时,发酵至15h一次性补加15g/L葡萄糖。将此补料方案在3L发酵罐上进行验证,结果表明:发酵生物量和聚γ-谷氨酸产量最大值分别为3.9g/L和44.5g/L,与对照相比分别提高56%和50%;谷氨酸利用率达到46%,而对照中仅为30%。通过补糖可以提高生物量,提高对谷氨酸的利用率,从而提高聚γ-谷氨酸发酵水平。     

Optimization of glucose fed-batch culture in poly(γ-glutamic acid) fermentation by Bacillus licheniformis WX-02

以地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis) WX-02为研究对象,在摇瓶发酵中得到优化的葡萄糖补料方案,即初始葡萄糖质量浓度为70 g/L时,发酵至15 h一次性补加15 g/L葡萄糖.将此补料方案在3L发酵罐上进行验证,结果表明:发酵生物量和聚γ-谷氨酸产量最大值分别为3.9 g/L和44.5 g/L,与对照相比分别提高56％和50％;谷氨酸利用率达到46％,而对照中仅为30％.通过补糖可以提高生物量,提高对谷氨酸的利用率,从而提高聚γ-谷氨酸发酵水平.     

γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)为原料,乙二醇缩水甘油醚为交联剂,采用溶液聚合法合成了新型γ-PGA水凝胶重金属吸附剂(γ-PGA-GDE),并研究γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。采用傅里叶红外光谱及扫描电镜对吸附材料进行表征,同时研究pH值、温度、吸附时间和重金属离子初始浓度对γ-聚谷氨酸水凝胶吸附特性的影响。结果表明,pH值为5利于γ-聚谷氨酸水凝胶对重金属离子的吸附,温度对其吸附重金属离子影响不大。γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)重金属离子的吸附速率非常快,符合准二级动力学方程。其对重金属的吸附符合langmuir等温式,对Pb~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附量分别为526.22、255.54 mg/g,与试验值非常接近。γ-聚谷氨酸水凝胶经盐酸洗脱可再生,再生后可循环使用至少6次。     

γ-聚谷氨酸/壳聚糖凝胶制备优化及保水固沙性能

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和壳聚糖(CS)为原料制备一种用作保水固沙材料的凝胶,利用热重分析研究结构变化,以宁夏沙头坡沙土为材料测试其保水性能和抗风蚀性能。结果表明,最佳制备工艺为:γ-PGA与CS的添加比例为20∶80,其添加总量为3. 0 g,乙酸浓度0. 4 mol/L,乙酸添加量20 m L,此条件下吸水倍率为50. 89±0. 23。热重分析表明,γ-PGA和CS间发生了相互作用。由保水试验和抗风蚀试验可知,经8 d后γ-PGA/CS凝胶仍有一定保水性能和抗风蚀能力。使用γ-PGA/CS保水剂后土壤中水分蒸发速率明显降低,空白组15 d累计蒸发率达到93%,使用γ-PGA/CS保水剂后8 d累计蒸发率为70%;γ-PGA/CS保水剂添加量为0. 1%时,风蚀模数从35. 6 g/(m2·min)降低至27. 3 g/(m2·min),固化层厚度为1. 5 cm;使用γ-PGA/CS保水剂后土壤颗粒中 0. 25 mm团聚体含量增加13. 7%。     

屎肠球菌HS3细胞转化法生物合成γ-氨基丁酸的研究

在发酵食品中分离了1株产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的乳酸菌HS3,用vitek32鉴定系统进行生化鉴定,鉴定HS3为屎肠球菌(Enterococcus faecium)。采用菌株HS3细胞转化L-谷氨酸制备γ-氨基丁酸,通过对转化反应温度、pH、金属离子、底物浓度和菌体浓度的影响进行考察,确立了最优转化条件:湿菌体25g/L,Zn2+5mmol/L、L-谷氨酸钠20g/L、L谷氨酸40g/L,在40℃、pH4.8,120r/min搅拌下反应40h,转化液GABA的浓度达38.02(±1.09)g/L,摩尔转化率为94.50(±2.71)%。     

γ-聚谷氨酸/壳聚糖复合膜吸附性的影响因素分析

通过试验寻求γ-PGA/CS复合膜中γ-聚谷氨酸与壳聚糖的最佳合成比例,并对复合膜吸附性、吸水性和保水性进行研究。结果发现添加了γ-聚谷氨酸的复合膜,金属离子吸附力、吸水力和保水力皆有所增加,而聚谷氨酸和壳聚糖的比例为1:6的复合膜体现出更为明显优势,具有较强的保水性、吸水性和金属离子吸附能力。     

重离子诱变选育聚β-羟基丁酸酯高产菌株研究

聚β-羟基丁酸酯(PHB)作为一种新型的生物可降解高分子材料,日益受到人们的广泛重视。利用12C6+离子束对一株聚β-羟基丁酸酯（PHB）产生菌--芽孢杆菌Z-3进行诱变,然后进行筛选,从大量突变株中最终选育出一株PHB高产菌株A11,其PHB产量达到1.404 g/L,是出发菌株的1.33倍。研究结果揭示,重离子诱变育种技术具有良好的诱变效果,是一种有效的微生物诱变育种方法和途径。     

烟草赤星病高效生防内生细菌的分离筛选及发酵培养条件优化

为提高烟叶安全，探索曲靖烟区烟草赤星病生物防控技术，研究烟草内生菌株对烟草赤星病的防控作用。以曲靖烟区分离得到的烟草赤星病病原菌为靶标，采用平板对峙培养法从健康烟株体内分离筛选出生防内生细菌，并应用Design-Expert软件，采用响应面法对其进行发酵培养基的优化。结果表明，从曲靖烟区健康烟株体内分离筛选出15株对烟草赤星病病原真菌链格孢菌具有拮抗作用的菌株，其中编号为YWF-19-0004、YWF-19-0065、YWF-19-0068、YWF-19-0070、YWF-19-0071的5株内生细菌抑菌带宽≥10 mm、抑菌率≥50%;采用响应面法获得YWF-19-0068菌株的优化培养基配方：大豆粉浓度14 g/L,蛋白胨浓度2 g/L,鱼粉浓度2 g/L,蔗糖浓度11 g/L,玉米粉浓度为7 g/L,碳酸钙浓度5 g/L,氯化钠浓度0.3 g/L,磷酸二氢钾浓度0.3 g/L,磷酸氢二钾浓度0.3 g/L,硫酸锰浓度0.2 g/L,硫酸镁浓度0.3 g/L,硫酸铵浓度0.5 g/L,利用优化培养基进行发酵，YWF-19-0068菌株的菌量是基础培养基发酵所得菌量的4.47倍，说明...     

聚-γ-谷氨酸及其增效肥在水稻上的应用

分别以6个水稻品种为试验材料,进行了聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)及其增效肥试验。结果表明,100mg/L和200mg/L的γ-PGA浸种和田间喷施,使扬两优6号和珍珠糯秧苗长势旺,白根数增加,分蘖数增多,有效穗数增加,200mg/L的γ-PGA浸种和田间喷施比100mg/L的γ-PGA处理的每公顷产量分别提高465kg和555kg,增6.9%和8.4%,且两处理产量均显著高于对照;当使用600kg/hm2和480kg/hm2的γ-PGA增效复合肥时,杂交中稻Ⅱ优416的产量比使用同样重量的复合肥每公顷产量增加427.5～517.5kg,增幅为4.5%～5.3%,表现出节肥效果;在培两优3076上进行的增效尿素试验表明,秧苗栽移后5d每公顷施γ-PGA增效尿素90kg,剑叶露尖时每公顷施γ-PGA增效尿素45kg的产量最高,与对照呈显著差异;当基肥为480kg/hm2γ-PGA增效复合肥与γ-PGA增效尿素配合使用,其产量比基肥为600kg/hm2普通复合肥和普通尿素配合使用的对照要高,表现出明显的节肥效果。     

产表面活性素野生菌株的筛选、鉴定及其发酵条件研究

通过血平板法、排油性试验、抑菌试验结合高效液相色谱法从菜园土壤中分离筛选一株产表面活性素(surfactin)的野生型菌株。通过形态特征、生理生化试验及16S rRNA序列分析对其进行鉴定,并研究其发酵条件。结果表明,菌株K-19产表面活性素较高,经鉴定,K-19为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。最有利于产生surfactin的发酵培养基成分为豆粕40 g/L、葡萄糖9 g/L、MgSO_4 0.2 g/L、MnSO_4 2.5 mg/L、FeSO_4 0.8 mg/L、L-谷氨酸3 mg/L;在pH=7、温度35℃、转速160 r/min的条件下培养42 h,surfactin的产量可达1.40 g/L。本试验为大规模生产surfactin奠定了基础。     

PGA增效剂在温州蜜柑中施用效果的评价

研究了聚γ-谷氨酸(PGA)肥料增效剂和增效肥对温州蜜柑果重、外观和品质的影响。结果表明,施用不同浓度的聚γ-谷氨酸肥料增效剂后,温州蜜柑的果实单果重、榨汁率和维生素C含量3个指标与对照相比产生了明显差异。200mg/L的聚γ-谷氨酸使温州蜜柑单果重极显著增加;添加0.2g/L磷酸二氢钾时,300mg/L的聚γ-谷氨酸处理使果实的榨汁率显著增加,200mg/L的聚γ-谷氨酸处理后的果实维生素C含量极显著增加。在宜昌市的示范试验结果表明,聚γ-谷氨酸增效复合肥使可溶性固形物和维生素C含量分别提高了35.4%和11.7%;200mg/L的聚γ-谷氨酸水溶剂灌根处理使可溶性固形物和维生素C含量分别提高了40.2%和19.3%。荆门市的示范试验结果表明,聚γ-谷氨酸增效剂处理可以明显改善大棚栽植柑橘的外观品质,使露地的果实整齐一致,果形圆正,着色均匀,具有天然打蜡的效果,外观表现最好。