CN104911231A

CN104911231A - 补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法

Info

Publication number: CN104911231A
Application number: CN201410820130.XA
Authority: CN
Inventors: 乔长晟; 王建梓; 郝华璇; 李振海
Original assignee: Tianjin Peiyang Biotrans Biotech Co Ltd
Current assignee: Tianjin Peiyang Biotrans Biotech Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2015-09-16

Abstract

一种补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法，包括以下步骤：种子培养、发酵培养和普鲁兰多糖的分离；在发酵24-28h后开始流加补料溶液，控制发酵液残糖维持在6-12g/L，同时每隔两小时补加一次氨基酸溶液0.5-2g/L，发酵总周期为65-67h。本发明针对出芽短梗霉CGMCC NO.7055发酵生产普鲁兰多糖过程中存在周期长、底物转化率低的缺陷，在发酵过程中流加适量氨基酸有助于普鲁兰多糖的合成，提高了底物转化率，操作便捷，效果明显，较大地缩短了发酵周期，降低了普鲁兰多糖的成本。

Description

补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法

技术领域

本发明涉及微生物发酵的技术领域，具体说是一种补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法。

背景技术

普鲁兰多糖是一种类似葡聚糖、黄原胶的胞外水溶性粘质微生物胞外多糖，是葡萄糖以α-1，4-糖苷键结合成麦芽三糖，两端再以α-1，6-糖苷键同另外的麦芽三糖结合，如此反复连接而成高分子聚合物。普鲁兰多糖已作为乳化剂、悬浮剂、增稠剂、稳定剂、胶凝剂、成膜剂和润滑剂等广泛应用于食品、制药、石油、化工等多个领域。其将是今后新型发酵工程的一个重要发展方向，越来越受到国内企业的重视。

目前文献当中关于普鲁兰多糖产量提高主要是通过菌种诱变、培养基成分优化，往往效果不太明显，发酵周期长，且底物的转化率不高，导致普鲁兰多糖成本居高不下。申请号为201210594876.4的中国发明专利《大量生产普鲁兰多糖的诱变菌株及其培养方法》，公开了一株产普鲁兰多糖的出芽短梗霉CGMCC NO.7055，并公开了利用该菌株生产普鲁兰多糖的方法，以及发酵培养基组成。出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)BCSWGHPL101在发酵培养基发酵生产普鲁兰多糖产量为96g/L，较原始菌株68±5.2g/L的产量，提高了41.2％，发酵条件为28℃，200±20rpm下培养3d。但其仍存在发酵周期较长，且底物转化率较低，底物利用率不高的问题，导致普鲁兰多糖成本较高，不利于大批量、规模化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明的补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法，包括以下步骤：

1)种子培养

将出芽短梗霉菌株进行活化后转接到500mL挡板瓶中，培养基装液量100mL，培养温度为32℃，摇床转速为180rpm，培养时间为28-32h；

所述种子培养基组成(g/L)：蔗糖10，酵母浸粉0.3，氯化钠0.25，磷酸氢二钾0.2，硫酸铵0.1，硫酸镁0.04，硫酸亚铁0.05，蒸馏水定容至100mL后用3mol/L的盐酸溶液调制pH＝6±0.1，121℃灭菌20分钟；

2)发酵培养

5L发酵罐装液量1.8L，接种量为4％(V/V)，初始pH6.0±0.1，培养温度30℃；

所述发酵培养基组成(g/L)：蔗糖150，蛋白胨5，磷酸氢二钾7，硫酸镁0.4，氯化钠3，硫酸亚铁0.05，用3mol/L的盐酸溶液调制pH＝6±0.1，按0.1‰量添加泡敌，121℃灭菌20分钟；

在发酵24-28h后开始流加补料溶液，控制发酵液残糖维持在6-12g/L，同时每隔两小时补加一次氨基酸溶液0.5-2g/L，发酵总周期为65-67h。

3)普鲁兰多糖的分离

发酵液滤除菌体后，加入两倍乙醇，搅拌，保持4℃静置过夜，离心后，再使用无水乙醇冲洗2遍，干燥得白色普鲁兰多糖粗品。

补加的氨基酸溶液中包括赖氨酸、组氨酸、精氨酸、苯丙氨酸中的至少一种。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法中，针对出芽短梗霉CGMCC NO.7055发酵生产普鲁兰多糖过程中存在周期长、底物转化率低的缺陷，根据大量实验得出结论，在发酵过程中流加适量氨基酸有助于普鲁兰多糖的合成，提高底物转化率，操作便捷，效果明显，较大地缩短了发酵周期，降低了普鲁兰多糖的成本。

具体实施方式

本发明中所述的出芽短梗霉BCSWGHPL101(Aureobasidium Pullulans)是由实验室保藏的一株产色素量少的出芽短梗霉TKPM10017经筛选诱变获得，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。保藏日期2012年12月25日，保藏编号为CGMCC NO.7055。

1)种子培养

所述种子培养基组成(g/L)：蔗糖10，酵母浸粉0.3，氯化钠0.25，磷酸氢二钾0.2，硫酸铵0.1，硫酸镁0.04，硫酸亚铁0.05，蒸馏水定容至100mL后用3mol/L的盐酸溶液调制pH＝6±0.1，121℃灭菌20分钟：

2)发酵培养

3)普鲁兰多糖的分离

以下通过实施例对本发明进行详细说明。

空白对照：

1)种子培养

将出芽短梗霉菌株进行活化后转接到500ml挡板瓶中，培养基装液量100ml，培养温度为32℃，摇床转速为180rpm，培养时间为28h；

2)发酵培养

5L发酵罐装液量1.8L，接种量为4％(V/V)，温度30℃，转速为400rpm进行培养；

3)普鲁兰多糖的分离

发酵液滤除菌体后，加入两倍乙醇，搅拌，4℃静置过夜，离心后，再使用无水乙醇冲洗2遍，干燥得白色普鲁兰多糖粗品64.9g/L，发酵周期为74h。

实施例1：

1)种子培养

2)发酵培养

5L发酵罐装液量1.8L，接种量为4％(V/V)，培养温度30℃，发酵24h后开始流加补料溶液，控制发酵液残糖维持在6-12g/L，同时每隔两小时补加一次苯丙氨酸溶液0.8g/L，发酵时间67h；

3)普鲁兰多糖的分离

发酵液滤除菌体后，加入两倍乙醇，搅拌，4℃静置过夜，离心后，再使用无水乙醇冲洗2遍，干燥得白色普鲁兰多糖粗品74.6g/L。发酵周期为67h，与未补料发酵所需发酵周期为74h相比，缩短了7h，普鲁兰多糖产量提高了14.94％。

实施例2：

1)种子培养

将出芽短梗霉菌株进行活化后转接到500ml挡板瓶中，培养基装液量100ml，培养温度为32℃，摇床转速为180rpm，培养时间为30h；

2)发酵培养

5L发酵罐装液量1.8L，接种量为4％(V/V)，培养温度30℃，发酵28h后开始流加补料溶液，控制发酵液残糖维持在6-12g/L，同时每隔两小时补加一次精氨酸溶液1.5g/L，发酵时间65h；

3)普鲁兰多糖的分离

发酵液滤除菌体后，加入两倍乙醇，搅拌，4℃静置过夜，离心后，再使用无水乙醇冲洗2遍，干燥得白色普鲁兰多糖粗品73.9g/L。发酵周期为65h；与未补料发酵所需发酵周期为74h相比，缩短了9h，普鲁兰多糖产量提高了13.86％。

实施例3：

1)将出芽短梗霉菌株进行活化后转接到500ml挡板瓶中，培养基装液量100ml，培养温度为32℃，摇床转速为180rpm，培养时间为30h；

2)发酵培养

5L发酵罐装液量1.8L，接种量为4％(V/V)，培养温度30℃，发酵25h后开始流加补料溶液，控制发酵液残糖维持在6-12g/L，同时每隔两小时补加一次赖氨酸溶液1.3g/L，组氨酸溶液1.8g/L，发酵时间66h；

3)普鲁兰多糖的分离

发酵液滤除菌体后，加入两倍乙醇，搅拌，4℃静置过夜，离心后，再使用无水乙醇冲洗2遍，干燥得白色普鲁兰多糖粗品73.3g/L。发酵周期为66h，与未补料发酵所需发酵周期为74h相比，缩短了8h；普鲁兰多糖产量提高了12.94％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法，包括以下步骤：

1)种子培养

2)发酵培养

3)普鲁兰多糖的分离

2.根据权利要求1所述的补料发酵提高普鲁兰多糖产量的方法，其特征在于：补加的氨基酸溶液中包括赖氨酸、组氨酸、精氨酸、苯丙氨酸中的至少一种。