CN101173238A - 一种工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方。其特征在于：玉米油2～5％、尿素0.2～1.5％、糖蜜15～20％、KCl0.05～1.0％、KH2PO40.05～1.2％、K2HPO40.05～1.5％、酵母膏0.005～0.1％及复合微量元素0.005～0.01％，其余为水，pH6.5～7.5。该培养基成本低，发酵所得的鼠李糖脂含量高，适合工业化方法生产液鼠李糖脂使用。
Description
技术领域：
本发明涉及一种生产生物表面活性剂所用的培养基，尤其是一种工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方。
背景技术：
鼠李糖脂属于一种糖脂类表面活性剂，是在发酵过程中微生物生长到一定阶段在适宜的条件下产生的一种胞外代谢产物，它是生物表面活性剂中效果较好的一种，同其它合成的表面活性剂一样，其分子结构具有亲水和疏水两种性能，并能降低表面张力，同时它有自己的特点：具有很高的生物降解性和更低的生物毒性、低的临界胶束浓度和更高的表面活性、吸收逐步、活性持续等特点。目前鼠李糖脂一直都处在室内研究阶段，没有形成工业化生产规模，也没有与工业化方法生产鼠李糖脂相匹配的培养基优化配方，并且现有的培养基成本高，发酵所得的鼠李糖脂含量低。
发明内容：
为了克服背景技术的不足，本发明提供一种工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方，该培养基成本低，发酵所得的鼠李糖脂含量高，适合工业化生产液鼠李糖脂使用。
本发明的技术方案是：该工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方，其特征在于：玉米油2～5％、尿素0.2～1.5％、糖蜜15～20％、KCl 0.05～1.0％、KH2PO4 0.05～1.2％、K2HPO4 0.05～1.5％、酵母膏0.005～0.1％及复合微量元素0.005～0.01％，其余为水，pH6.5～7.5。
上述的玉米油3％、尿素1％、糖蜜20％、KCl 0.5％、KH2PO4 0.5％、K2HPO4 0.5％、酵母膏0.05％及复合微量元素0.005％，其余为水，pH为7.5；复合微量元素为Zn 1.5g/L、Cu 1.0g/L、Mn 1.0g/L、Se1.5g/L、Co 1.0g/L及溶剂水复配而成。
本发明具有如下有益效果：应用本发明生产的鼠李糖脂生物表面活性剂，具有产量高、周期短、装料系数高等特点，实现了鼠李糖脂生物表面活性剂的工业化生产；发酵周期缩短到50小时，大大降低了生产成本；以此配方为培养基铜绿假单胞菌VTS-1经三级发酵后鼠李糖脂含量可以达到35-45g/L。与已有技术相比，本发明具有以下优点：1、此培养基以糖蜜作为碳源，以尿素为氮源，大大降低了生产成本，缩短了发酵周期(传统培养基配方发酵需要5天，此配方仅需要2-3天即可放罐)；铜绿假单胞菌以此培养基配方培养，产鼠李糖脂量大大增加，由传统培养时的20-30g/L提高到35-45g/L；3、传统配方中在发酵结束时残余的植物油增加了发酵液的粘度，不利于下游的提取纯化，本配方中的糖蜜易溶于水，其残留不会增加发酵液的粘稠度，有利于下游的提取。
附图说明：
图1为吸光度曲线。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1、工业化方法生产鼠李糖脂生物发酵液：
摇瓶及发酵罐培养：铜绿假单胞菌(Pseudomonas sp.VTS-1)培养30h，转接入5L摇瓶(装入2L培养基)，接种量5％(菌液浓度在OD600＝0.8～1.0)、温度为32±2℃、120rpm培养12h，转接入的500升一级发酵罐，装料系数为75％，接种量5％、温度为32±2℃、通风比为1∶1、pH为6.5～7.5、搅拌转速为100rpm培养12h，转接入3.5吨二级发酵罐，装料系数为75％，接种量5％、温度为32±2℃、通风比为1∶1、pH为6.5～7.5、搅拌转速为100rpm培养12h，转接入30吨三级发酵罐，装料量为20吨，三级发酵罐的工艺参数为：温度32±2℃、灭菌前pH调到6左右，后期用0.245吨NaOH将pH控制在6以上，通风比为1∶1、搅拌转速为100rpm，期间补加2.0吨玉米油，发酵培养50小时后用比色法检测鼠李糖脂含量为39.5g/L。
上述所用的摇瓶及发酵罐培养基配方中以糖蜜作为碳源，玉米油作为诱导剂兼碳源，玉米油2％、尿素1％、糖蜜15％、KCl 0.1％、KH2PO40.05％、K2HPO4 0.3％、酵母膏0.005％、复合微量元素0.008％，其余为水，pH为6.5，所述的复合微量元素为Zn 1.5g/L、Cu 1.0g/L、Mn 1.0g/L、Se 1.5g/L、Co 1.0g/L及溶剂水复配而成。
实施例2、工业化方法生产鼠李糖脂生物发酵液：
摇瓶及发酵罐培养：铜绿假单胞菌(Pseudomonas sp.VTS-1)培养30h，转接入5L摇瓶(装入2L培养基)，接种量5％、32±2℃、120rpm培养12h，转接入的500升一级发酵罐，装料系数为65％，接种量5％、32±2℃、通风比为1∶1、pH为6.5～7.5、搅拌转速为100rpm培养12h，转接入3.5吨二级发酵罐，装料系数为65％，接种量5％、32±2℃、通风比为1∶1、pH为6.5～7.5、搅拌转速为100～150rpm培养12h，转接入30吨三级发酵罐，装料量为20吨，三级发酵罐的工艺参数为：温度32±2℃、灭菌前pH调到6左右，后期用0.210吨NaOH将pH控制在6以上，通风比为1∶1、搅拌转速为120rpm，期间补加玉米油1.9吨，发酵培养54小时后用比色法检测鼠李糖脂含量为37.8g/L。
上述所用的摇瓶及发酵罐培养基配方中以糖蜜作为碳源，玉米油作为诱导剂兼碳源，玉米油3％、尿素1.5％、糖蜜17％、KCl 1.0％、KH2PO4 0.2％、K2HPO4 1.5％、酵母膏0.02％、复合微量元素0.01％，其余为水，pH为6.5，所述的复合微量元素为Zn 1.5g/L、Cu 1.0g/L、Mn 1.0g/L、Se 1.5g/L、Co 1.0g/L及溶剂水复配而成。
实施例3、工业化方法生产鼠李糖脂生物发酵液：
摇瓶及发酵罐培养：铜绿假单胞菌(Pseudomonas sp.VTS-1)培养30h，转接入5L摇瓶(装入2L培养基)，接种量5％、32±2℃、120rpm培养14h，转接入的500升一级发酵罐，装料系数为65％，接种量5％、32±2℃、通风比为1∶1、pH为6.5～7.5、搅拌转速为100～150rpm培养12h，转接入3.5吨二级发酵罐(装料系数为65～75％)，接种量5％、32±2℃、通风比为1∶1、pH为6.5～7.5、搅拌转速为100rpm培养12h，转接入30吨三级发酵罐，装料量为18吨，三级发酵罐的工艺参数为：温度32±2℃、灭菌前pH调到6左右，后期用0.185吨NaOH将pH控制在6以上，通风比为1∶1、搅拌转速为120rpm，期间补加玉米油1.8吨，发酵培养52小时后用比色法检测鼠李糖脂含量为40.4g/L。
上述所用的摇瓶及发酵罐培养基配方中以糖蜜作为碳源，玉米油作为诱导剂兼碳源，玉米油5％、尿素0.2％、糖蜜20％、KCl 0.05％、KH2PO4 1.2％、K2HPO4 0.05％、酵母膏0.1％、复合微量元素0.005％，其余为水，pH为6.5，所述的复合微量元素为Zn 1.5g/L、Cu 1.0g/L、Mn 1.0g/L、Se 1.5g/L、Co 1.0g/L及溶剂水复配而成。
实施例4、工业化方法生产鼠李糖脂生物发酵液：
摇瓶及发酵罐培养：铜绿假单胞菌(Pseudomonas sp.VTS-1)培养30h，转接入5L摇瓶(装入2L培养基)，接种量5％、32±2℃、120rpm培养16h，转接入的500升一级发酵罐，装料系数为65％，接种量5％、32±2℃、通风比为1∶1、pH为6.5～7.5、搅拌转速为100rpm培养12h，转接入3.5吨二级发酵罐，装料系数为75％，接种量5％、32±2℃、通风比为1∶1、pH为6.5～7.5、搅拌转速为100rpm培养12h，转接入30吨三级发酵罐，装料量为18吨，三级发酵罐的工艺参数为：温度32±2℃、灭菌前pH调到6左右，后期用0.180吨NaOH将pH控制在6以上，通风比为1∶1、搅拌转速为120rpm，期间补加玉米油1.8吨，发酵培养55小时后用比色法检测鼠李糖脂含量为42.7g/L。
上述所用的摇瓶及发酵罐培养基配方中以糖蜜作为碳源，玉米油作为诱导剂兼碳源，玉米油3％、尿素1％、糖蜜20％、KCl 0.5％、KH2PO40.5％、K2HPO4 0.5％、酵母膏0.05％及复合微量元素0.005％，其余为水，pH为7.5，所述的复合微量元素为Zn 1.5g/L、Cu 1.0g/L、Mn 1.0g/L、Se 1.5g/L、Co 1.0g/L及溶剂水复配而成。
由上述几个实例可以看出采用此生产工艺发酵鼠李糖脂含量可达到35-45g/L。
发酵液中鼠李糖脂表面活性剂的比色法检测：
显色液配制：A试剂：60％浓H2SO4，B试剂：1.6％3，5-二羟基甲苯，用之前7.5A∶1B混合。
a.制备标准曲线：如图1所示。
b.发酵液中生物表面活性剂检测：
1、发酵液摇匀，取1ml，用去离子水稀释至6ml(稀释6倍)；取上述稀释溶液0.1ml，稀释至5ml(稀释50倍，可先加入5ml蒸馏水，从中吸出0.1ml蒸馏水，再加入稀释后的溶液0.1ml)；累计稀释300倍。
2、取稀释后的溶液0.5ml，加显色液4.5ml，混匀(做两个平行样)。
3、空白样：0.5ml蒸馏水，加显色液4.5ml，混匀。
4、水浴加热至80℃，30min，取出冷水浴迅速冷却至室温后421nm检测OD值，先用空白样校零，后用少许待测样润洗后，再测待测样OD值。根据标准曲线和稀释倍数计算出发酵液中生物表面活性剂的含量。(曲线对应的含量×300÷1000＝最后含量g/L)。
由上述四批30吨发酵罐生产鼠李糖脂生物表面活性剂情况我们发现，鼠李糖脂平均含量达到了39.1g/L，这充分体现了本发明中的培养基配方已经达到较优化的水平，使产品能够产生良好的经济效益。
Claims (3)
1.一种工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方，其特征在于：
玉米油2～5％、尿素0.2～1.5％、糖蜜15～20％、KCl 0.05～1.0％、KH2PO4 0.05～1.2％、K2HPO4 0.05～1.5％、酵母膏0.005～0.1％及复合微量元素0.005～0.01％，其余为水，pH6.5～7.5。
2.根据权利要求1所述的工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方，其特征在于：玉米油3％、尿素1％、糖蜜20％、KCl 0.5％、KH2PO40.5％、K2HPO4 0.5％、酵母膏0.05％及复合微量元素0.005％，其余为水，pH为7.5。
3.根据权利要求1或2所述的工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方，其特征在于：复合微量元素为Zn 1.5g/L、Cu 1.0g/L、Mn 1.0g/L、Se 1.5g/L、Co 1.0g/L及溶剂水复配而成。
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