[發明專利]提高發菜細胞深層發酵生產胞外多糖產量的方法

無效

• 申請號: 201010197762.7
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101864470A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 于海峰;董永勝;逄圣慧;崔波;寧維穎
• 申請（專利權）人: 山東輕工業學院
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12R1/89
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

(一)技術領域

本發明屬于微藻細胞的深層發酵領域，特別涉及一種提高發菜細胞深層發酵生產胞外多糖產量的方法。

(二)背景技術

發菜是生長在我國西北部和北部干旱地區的一種陸生性經濟藍藻，具有很高的營養價值。由于其生長環境惡劣，發菜細胞在生長過程中向細胞外分泌大量的膠狀物質，包裹于發菜細胞及藻絲體外，形成膠質鞘，保護發菜細胞不受干旱、高溫、紫外輻射的危害。膠質物的主要成分為多糖，這些多糖物質對發菜抵抗生長地不良環境，保障發菜細胞的正常生長具有重要的生物意義。

研究發現，從野生發菜細胞中提取的酸性多糖-nosoflan對流感病毒、人巨細胞病毒、單孢疹病毒等多種具有封套的病毒有很強的抗病毒活性，是一種潛在的抗病毒藥物；而液體深層發酵生產的發菜多糖在理化性質、表觀形貌以及抗病毒特性方面與天然發菜多糖具有高度相似性，可以替代天然發菜多糖用于工業化生產的原料，是一種新型的產多糖資源。

發菜細胞液體深層發酵法生產發菜多糖，生產周期短，成本低，不需要消耗野生發菜資源，符合國家保護發菜資源生態的政策。目前，對于發菜細胞深層發酵法生產發菜多糖的研究主要集中在發酵條件的優化，如培養基的優化，培養條件的優化；而利用控制培養條件來提高發菜多糖產量未見相關文獻報道。

(三)發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種實現容易、效果明顯的提高發菜細胞深層發酵生產胞外多糖產量的方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種提高發菜細胞深層發酵生產胞外多糖產量的方法，以發菜細胞為原料，主要包括如下步驟：

(1)第一階段培養4天，采用添加葡萄糖的有氮源BG-11培養基，光照強度控制在40～60μmol/m²·s；

(2)第二階段培養3天，采用添加葡萄糖和乙酸鈉的復合無氮源BG-11培養基，光照強度控制在60～160μmol/m²·s。

步驟(1)中，所述葡萄糖的濃度為4g/L；步驟(2)中，所述乙酸鈉濃度為2g/L，葡萄糖濃度為3～4g/L，培養基pH≥9，光照強度控制在100～160μmol/m²·s。

發菜細胞是光合自養生物，也可以進行混合營養和異養生長，光照強度是其生長過程中的重要影響因子，對于發菜多糖，尤其是分泌到培養基中的胞外多糖，是發菜細胞生長過程中的初級代謝產物，在后期增加非常快，因此通過分階段控制光照強度和培養基成分，前期提高發菜細胞的生長，后期采用復合碳源的無氮培養基進行發菜多糖的高速累積。

采用本發明的工藝技術，發菜細胞多糖產量得到顯著提高，其產量提高到3～4g/L。

本發明工藝簡單，生產效率高，能夠顯著提高發菜細胞多糖的產量，適于放大工業化生產，生產獲得的發菜細胞多糖，經分離純化后可以用作天然抗病毒藥物或食品原輔料。

(四)具體實施方式

實施例1：對照實施例

本發明所采用的發菜細胞種為天津市工業微生物重點實驗室自己分離保藏(中國專利ZL031191101.0，發明人：賈士儒?蘇建宇?喬長晟，授權日：2006年3月8日)。

此發明從野生發菜藻體中分離獲得可長期保藏的發菜細胞種，進行發菜細胞懸浮培養，采用高密度培養工藝，添加有機碳源的混合營養模式(中國專利2006100113589.4，發明人：賈士儒?于海峰?蘇建宇?林永賢，已公開)，采用添加葡萄糖的BG-11培養基，培養7天，溫度24℃，轉速140rpm，光照強度40~90μmol/m²·s，發菜多糖產量2.25g/L。

實施例2：

光照反應器采用分階段控制光照強度和培養基方法，溫度、轉速等條件同對照實施例1。

在發酵第一階段的4天采用4g/L的葡萄糖的有氮BG-11培養基，光照強度控制在40~60μmol/m²·s，在培養的第5天，補料2g/L醋酸鈉和3～3.5g/L葡萄糖的無氮BG-11培養基，調節pH9.0以上，液面平均光照強度控制在100～160μmol/m²·s。

用此分階段控制策略生產發菜多糖，采用乙醇沉淀法得到多糖產量為3.5g/L。

實施例3：

光照反應器采用分階段控制光照強度和培養基方法，溫度、轉速等條件同對照實施例1。