技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵領(lǐng)域，具體涉及稀土元素在枯草芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)生γ-聚谷氨酸中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

聚谷氨酸(Poly?Glutamate，簡稱PGA)是一種多聚氨基酸類的環(huán)保型多功能生物可降解高分子材料，由D-谷氨酸和L-谷氨酸聚合而成，根據(jù)聚合方式不同可分為兩種構(gòu)型：由α-酰胺鍵聚合而成的α-PGA和由γ-酰胺鍵聚合而成的γ-PGA。其中γ-PGA為直鏈分子，鏈之間存在大量氫鍵，具有良好的水溶性；且分子中大量游離的羧基提供了陽離子結(jié)合的基團(tuán)，使其對金屬離子具有良好的吸附性；此外，還具有生物可降解性，無毒無害，可食用等特性；可作為諸如保水劑、增稠劑、絮凝劑、重金屬吸附劑、藥物/肥料緩釋劑即藥物載體等原料，在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、化妝品、環(huán)保、合成纖維和涂膜等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。α-PGA主要由化學(xué)合成法制備，工藝復(fù)雜，副產(chǎn)物多且得率低；γ-PGA主要由微生物發(fā)酵法制備，目前主要菌種為地衣芽孢桿菌屬和枯草芽孢桿菌屬，具有成本低、生產(chǎn)過程污染小，因此，目前的研究主要集中在γ-PGA的微生物發(fā)酵生產(chǎn)。

研究表明，稀土元素具有依賴于濃度的雙向性生物效應(yīng)，70年代初期，我國將稀土元素應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，不僅提高了農(nóng)作物產(chǎn)量而且明顯改善了作物品質(zhì)；近年來的研究也表明一定劑量的稀土元素對微生物細(xì)胞的生長和代謝產(chǎn)物的積累具有促進(jìn)作用，涉及到的微生物菌種包括靈芝(姚強(qiáng)等.部分稀土元素對靈芝多糖和三萜類物質(zhì)液體發(fā)酵的影響[J].食品科學(xué).2011(05):224-227)、桑黃(姚強(qiáng)等.部分稀土元素對桑黃液體發(fā)酵的影響[J].中國食用菌.2011(03):41-44.)、黑曲霉(阮南等.稀土元素對檸檬酸發(fā)酵的影響[J].河北化工.2010,33(4):2-5.)、紅菇(李增利.稀土元素鐠、釹、鉺對紅菇多糖深層發(fā)酵的影響[J].食品科學(xué).2007(12):312-316)、谷氨酸棒桿菌(王燕等.稀土元素對谷氨酸棒桿菌S9114生長和形態(tài)的影響[J].中國調(diào)味品.2005(05):23-25)、鏈霉菌(陸維新等.稀土元素對嗜酸鏈霉菌的生物效應(yīng)初探[J].河北省科學(xué)院學(xué)報.1992(01):53-56)、紅酵母(見王怡平等.稀土元素對紅酵母的生長及類胡蘿卜素合成的影響[J].微生物學(xué)通報.1999(02):117-119)等。但截止目前，關(guān)于利用稀土元素在枯草芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)生γ-聚谷氨酸方面的生物效應(yīng)及促進(jìn)作用研究尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的第一個目的是提供稀土元素在枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)γ-聚谷氨酸中的應(yīng)用。

稀土元素在枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)γ-聚谷氨酸中的應(yīng)用，其特征在于，所述的稀土元素能提高γ-聚谷氨酸的產(chǎn)量，所述的稀土元素為La³⁺或Ce³⁺。

一種利用稀土元素提高γ-聚谷氨酸產(chǎn)量的液體發(fā)酵方法，其特征在于，包括以下步驟：

將稀土元素與枯草芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基混合，由此得到含有稀土元素的發(fā)酵培養(yǎng)基，將枯草芽孢桿菌接種到含有稀土元素的發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)γ-聚谷氨酸；

所述的稀土元素為La³⁺或Ce³⁺。

優(yōu)選，當(dāng)為Ce³⁺時，其在含有稀土元素的發(fā)酵培養(yǎng)基中的濃度為10^-2～10^-5mM。

優(yōu)選，當(dāng)為La³⁺時，其在含有稀土元素的發(fā)酵培養(yǎng)基中的濃度為10^-3～10^-6mM。

所述的枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌(Bacillus?substilis?PGA-7)，其保藏編號為：CCTCC?NO：M206102。

本發(fā)明在枯草芽孢桿菌的發(fā)酵液中加入稀土元素，然后將枯草芽孢桿菌接種到此發(fā)酵液中進(jìn)行發(fā)酵，與不加稀土元素的對照相比，加入稀土元素能夠顯著的提高γ-聚谷氨酸的產(chǎn)量，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

具體實施方式：

以下實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。

以下實施例中的枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌(Bacillus?substilis?PGA-7)，其保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，其保藏編號為：CCTCC?NO：M206102，該菌公開于專利號：200610122640.5，發(fā)明名稱為：γ-聚谷氨酸產(chǎn)生菌及利用該菌株制備γ-聚谷氨酸的方法的專利中。

實施例1：

1、配制稀土元素儲備液：