[發明專利]一種適用于蛹蟲草菌培養的含有還原型谷胱甘肽的合成培養基、制備方法及應用

有效

• 申請號: 202011185798.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112239728B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 王亮;李鴻宇;王際輝;李倩;李成;王晗
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C12N1/38;C12P19/40;C12R1/645
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 祝詩洋

本發明公開了一種適用于蛹蟲草菌培養的含有還原型谷胱甘肽的合成培養基、制備方法及應用。本發明通過在培養基中添加一定量還原型谷胱甘肽，顯著提高谷胱甘肽過氧化物酶活力，大幅增加蟲草素產量。此外，在液體培養體系，還原型谷胱甘肽還可以改變蛹蟲草菌菌體形態，使其形成疏松網狀結構的規則菌球，有助于發酵后期固液分離，實現菌體循環利用，可應用于蟲草素工業化生產。

技術領域

本發明屬于農業、食品及生物醫藥領域，具體涉及一種通過還原型谷胱甘肽調控蛹蟲草菌高產蟲草素的方法。

背景技術

1950年Cunningham等首次從藥用蕈菌蛹蟲草Cordyceps militaris的發酵液中分離得到生物活性物質蟲草素。蟲草素作為蛹蟲草菌的主要生物活性物質，自發現之后備受醫學界的關注，其具有調節機體免疫功能，提高機體綜合抗病能力，抗菌消炎等功效。蟲草素能夠有效抑制乳腺癌、宮頸癌細胞的增殖，美國國家癌癥研究所研究人員發現蟲草素對白血病具有很好的治療作用，且已進入臨床試驗階段。蟲草素結構中存在一個游離的-OH，可以嵌入到腫瘤細胞的DNA和RNA中，阻止其磷酸化，從而抑制腫瘤細胞核酸的合成。此外，蟲草素還對枯草芽孢桿菌、鳥結核桿菌、牛型結核分枝桿菌、鏈球菌、鼻疽桿菌、炭疽桿菌、豬出血性敗血癥桿菌、葡萄球菌等病原菌，以及石膏樣小芽孢癬菌、羊毛狀小芽孢癬菌、須瘡癬菌等皮膚致病性真菌均有明顯的抑制作用。

蟲草素可以通過化學法和生物法兩種途徑獲得?；瘜W合成法由于其原料成本高、合成工藝繁瑣、產物收率低、副產物多等諸多缺點限制了其廣泛應用。生物法主要利用蛹蟲草子實體或液體培養得到的菌絲體和培養液，從中提取蟲草素。雖然蛹蟲草子實體能夠實現大規模人工培育，但由于培育周期長，培養過程不易控制，且蟲草素含量低，使得大規模提取純化的效率低、成本高。液體培養具有空間利用率高、發酵過程容易控制、且產物生成目的性強等優勢。近年來，國內外學者開展了大量應用蛹蟲草菌液體培養生產蟲草素的研究，考察了培養方式、培養基成分、溶氧控制、前體物質添加等因素對蛹蟲草菌合成蟲草素的影響，提出了多種提高蟲草素產量的有效策略。目前，文獻報道中蟲草素發酵產量不超過10g/L，但發酵周期長，蟲草素生產強度低，難以為蟲草素相關新藥開發及其產業化生產提供原料保障。因此，大幅提高蛹蟲草菌的蟲草素生產能力并實現蟲草素的規模化生產，具有重要經濟及應用價值，是目前研究的主要方向。

發明內容

為彌補現有技術的空白，本發明提供了一種適于蛹蟲草菌液體培養或固體培養的外源添加物質還原型谷胱甘肽，有助于提高蟲草素產量。

本發明的發明構思是：由于氧化應激參與絲狀真菌次級代謝調控。還原型谷胱甘肽作為還原性物質可以參與胞內ROS分解反應，調控胞內氧化還原狀態。還原型谷胱甘肽不僅可以顯著提高蛹蟲草菌蟲草素產量，而且在液體發酵體系可以改變菌體形態，形成較規則菌球形態。菌球內部形成較疏松的網狀結構，形成一定氧濃度梯度，使得菌球內部的細胞處于氧供應缺乏的狀態，有助于蟲草素積累。此外，菌球形態便于發酵后期固液分離，實現菌體循環利用，可應用于蟲草素工業化生產。

本發明首要目的是，提供一種適用于蛹蟲草菌培養的合成培養基，該培養基包括葡萄糖、無機鹽、氨基酸和維生素B₁，具體包括：20-50g/L葡萄糖、5-10g/L硫酸銨、0.5-1g/L磷酸氫二鉀、0.5-1g/L磷酸二氫鉀、0.5-10g/L硫酸鎂、0.5-15g/L硫酸鋅、5-10g/L甘氨酸、0.5-1g/L天門冬氨酸、0.5-2g/L谷氨酰胺、0.1-0.5g/L酪氨酸、0.05-0.2g/L半胱氨酸、0.5-1g/L亮氨酸、0.5-2g/L賴氨酸、0.05-0.5g/L苯丙氨酸、0.1-1g/L維生素B₁。

上述合成培養基與還原型谷胱甘肽組成含有還原型谷胱甘肽的合成培養基。

其中，上述含有還原型谷胱甘肽的合成培養基的制備步驟如下：

(1)將葡萄糖溶解于1份水中，作為組分A，單獨裝于三角瓶內，121℃條件滅菌15-20min；