高聚合粘度γ-多聚谷氨酸產(chǎn)生菌的誘變篩選及其水凝膠的制備和研究.pdf

1、γ-多聚谷氨酸（γ-PGA)是由微生物合成并分泌到細(xì)胞外的一種水溶性高分子氨基酸均聚物，是某些微生物莢膜的主要組成部分。γ-多聚谷氨酸這種陰離子物質(zhì)是由L-谷氨酸和D-谷氨酸單體之間通過α-氨基和γ-羧基形成肽鍵之后生成的同聚酰胺，是對人體和環(huán)境無毒害的可完全降解的一種具生物相容性的新型天然高分子，可廣泛用于醫(yī)藥制造，食品加工，重金屬吸附，蔬菜、水果、海產(chǎn)品防凍、保鮮，化妝品工業(yè)，煙草、皮革制造工業(yè)和植物種子保護(hù)等許多領(lǐng)域，是一種有極大

2、開發(fā)價值和前景的多功能新型生物制品。 γ-PGA具有極佳的成膜性、成纖性、阻氧性、可塑性、粘結(jié)性、保濕性和可生物降解等許多獨特的理化和生物學(xué)特性，其因而具有增稠、乳化、凝膠、成膜、保濕和粘接等功能特性，而且可廣泛用于醫(yī)藥制造，食品加工，重金屬吸附，蔬菜、水果、海產(chǎn)品防凍、保鮮，化妝品工業(yè)，煙草、皮革制造工業(yè)和植物種子保護(hù)等許多領(lǐng)域，是一種有極大開發(fā)價值和前景的多功能新型生物制品，可以預(yù)見γ-PGA將在工農(nóng)業(yè)及生物醫(yī)學(xué)和材料等領(lǐng)域

3、將會得到日益廣泛的應(yīng)用。在注重環(huán)保，強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天，這種生物合成的可降解型功能材料正日益受到人們的青睞，極具開發(fā)價值和廣闊的應(yīng)用前景。 由于γ-PGA的化學(xué)結(jié)構(gòu)獨特，很難通過化學(xué)方法合成，因此目前獲取γ-PGA的最有效的途徑是通過微生物發(fā)酵。然而目前國內(nèi)外研究結(jié)果表明，一般的γ-PGA產(chǎn)生菌的產(chǎn)量都較低，因此要達(dá)到較好的利用價值, 通常需要對產(chǎn)生菌進(jìn)行高產(chǎn)突變株的誘變選育。本實驗室前期已針對篩選γ-PGA的高產(chǎn)突變株進(jìn)行了

4、一系列誘變選育工作，已將γ-PGA產(chǎn)量由原始菌的4.582g/L提高到了20g/L左右。但在產(chǎn)量提高的同時，γ-PGA的聚合度并沒有相應(yīng)提高，而γ-PGA的聚合度在很大程度上影響著它的實際應(yīng)用，聚合度低不利于其自身交聯(lián)形成凝膠，因此本論文以γ-PGA的高產(chǎn)突變株作為出發(fā)菌株，進(jìn)行了再次誘變，采用“復(fù)雜系統(tǒng)定向調(diào)控技術(shù)”對誘變條件進(jìn)行設(shè)計，同時增加了對其發(fā)酵液粘度的測定作為評價γ-PGA聚合度的指標(biāo)，從而在增加其γ-PGA產(chǎn)量的同時能夠得

5、到聚合度更高的γ-PGA。 同時本論文還研究了γ-PGA酯化改性的反應(yīng)最佳條件以及酯化后γ-PGA制備γ-PGA水凝膠的最佳方法及條件，同時考察了不同制備條件下制備出的γ-PGA水凝膠的吸水率等，結(jié)果證明用經(jīng)分離純化得到的γ-PGA固體0.5g，在NMP(N-甲基吡咯烷酮)作為溶劑，油浴60℃及磁力攪拌條件下，添加碳酸氫鈉、125μl溴代正丁烷及35μl稀丙基溴，酯化反應(yīng)19h可得到酯化γ-PGA。該酯化γ-PGA樣品0.1g加