專利名稱：提高發(fā)菜細(xì)胞深層發(fā)酵生產(chǎn)胞外多糖產(chǎn)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微藻細(xì)胞的深層發(fā)酵領(lǐng)域，特別涉及一種提高發(fā)菜細(xì)胞深層發(fā)酵生產(chǎn) 胞外多糖產(chǎn)量的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)菜是生長(zhǎng)在我國(guó)西北部和北部干旱地區(qū)的一種陸生性經(jīng)濟(jì)藍(lán)藻，具有很高的營(yíng) 養(yǎng)價(jià)值。由于其生長(zhǎng)環(huán)境惡劣，發(fā)菜細(xì)胞在生長(zhǎng)過程中向細(xì)胞外分泌大量的膠狀物質(zhì)，包裹 于發(fā)菜細(xì)胞及藻絲體外，形成膠質(zhì)鞘，保護(hù)發(fā)菜細(xì)胞不受干旱、高溫、紫外輻射的危害。膠質(zhì) 物的主要成分為多糖，這些多糖物質(zhì)對(duì)發(fā)菜抵抗生長(zhǎng)地不良環(huán)境，保障發(fā)菜細(xì)胞的正常生 長(zhǎng)具有重要的生物意義。研究發(fā)現(xiàn)，從野生發(fā)菜細(xì)胞中提取的酸性多糖-nosoflan對(duì)流感病毒、人巨細(xì)胞 病毒、單孢疹病毒等多種具有封套的病毒有很強(qiáng)的抗病毒活性，是一種潛在的抗病毒藥物； 而液體深層發(fā)酵生產(chǎn)的發(fā)菜多糖在理化性質(zhì)、表觀形貌以及抗病毒特性方面與天然發(fā)菜多 糖具有高度相似性，可以替代天然發(fā)菜多糖用于工業(yè)化生產(chǎn)的原料，是一種新型的產(chǎn)多糖 資源。發(fā)菜細(xì)胞液體深層發(fā)酵法生產(chǎn)發(fā)菜多糖，生產(chǎn)周期短，成本低，不需要消耗野生發(fā) 菜資源，符合國(guó)家保護(hù)發(fā)菜資源生態(tài)的政策。目前，對(duì)于發(fā)菜細(xì)胞深層發(fā)酵法生產(chǎn)發(fā)菜多糖 的研究主要集中在發(fā)酵條件的優(yōu)化，如培養(yǎng)基的優(yōu)化，培養(yǎng)條件的優(yōu)化；而利用控制培養(yǎng)條 件來提高發(fā)菜多糖產(chǎn)量未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種實(shí)現(xiàn)容易、效果明顯的提高發(fā)菜細(xì) 胞深層發(fā)酵生產(chǎn)胞外多糖產(chǎn)量的方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種提高發(fā)菜細(xì)胞深層發(fā)酵生產(chǎn)胞外多糖產(chǎn)量的方法，以發(fā)菜細(xì)胞為原料，主要 包括如下步驟(1)第一階段培養(yǎng)4天，采用添加葡萄糖的有氮源BG-11培養(yǎng)基，光照強(qiáng)度控制在 40 60 y mol/m2 s ；(2)第二階段培養(yǎng)3天，采用添加葡萄糖和乙酸鈉的復(fù)合無氮源BG-11培養(yǎng)基，光 照強(qiáng)度控制在60 160 ii mol/m2 s。步驟(1)中，所述葡萄糖的濃度為4g/L ；步驟⑵中，所述乙酸鈉濃度為2g/L，葡 萄糖濃度為3 4g/L，培養(yǎng)基pH彡9，光照強(qiáng)度控制在100 160 ii mol/m2 s。發(fā)菜細(xì)胞是光合自養(yǎng)生物，也可以進(jìn)行混合營(yíng)養(yǎng)和異養(yǎng)生長(zhǎng)，光照強(qiáng)度是其生長(zhǎng) 過程中的重要影響因子，對(duì)于發(fā)菜多糖，尤其是分泌到培養(yǎng)基中的胞外多糖，是發(fā)菜細(xì)胞生 長(zhǎng)過程中的初級(jí)代謝產(chǎn)物，在后期增加非常快，因此通過分階段控制光照強(qiáng)度和培養(yǎng)基成 分，前期提高發(fā)菜細(xì)胞的生長(zhǎng)，后期采用復(fù)合碳源的無氮培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)菜多糖的高速累積。
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采用本發(fā)明的工藝技術(shù)，發(fā)菜細(xì)胞多糖產(chǎn)量得到顯著提高，其產(chǎn)量提高到3 4g/ L0本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，能夠顯著提高發(fā)菜細(xì)胞多糖的產(chǎn)量，適于放大工業(yè) 化生產(chǎn)，生產(chǎn)獲得的發(fā)菜細(xì)胞多糖，經(jīng)分離純化后可以用作天然抗病毒藥物或食品原輔料。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 對(duì)照實(shí)施例本發(fā)明所采用的發(fā)菜細(xì)胞種為天津市工業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自己分離保藏(中 國(guó)專利ZL031191101.0，發(fā)明人賈士儒蘇建宇喬長(zhǎng)晟，授權(quán)日2006年3月8日)。此發(fā)明從野生發(fā)菜藻體中分離獲得可長(zhǎng)期保藏的發(fā)菜細(xì)胞種，進(jìn)行發(fā)菜細(xì)胞懸浮 培養(yǎng)，采用高密度培養(yǎng)工藝，添加有機(jī)碳源的混合營(yíng)養(yǎng)模式(中國(guó)專利2006100113589. 4， 發(fā)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(yǎng)基，培養(yǎng)7 天，溫度24°C，轉(zhuǎn)速140rpm，光照強(qiáng)度40 90 y mol/m2 s，發(fā)菜多糖產(chǎn)量2. 25g/L。實(shí)施例2:光照反應(yīng)器采用分階段控制光照強(qiáng)度和培養(yǎng)基方法，溫度、轉(zhuǎn)速等條件同對(duì)照實(shí) 施例1。在發(fā)酵第一階段的4天采用4g/L的葡萄糖的有氮BG-11培養(yǎng)基，光照強(qiáng)度控制在 40^60 u mol/m2 s,在培養(yǎng)的第5天，補(bǔ)料2g/L醋酸鈉和3 3. 5g/L葡萄糖的無氮BG-11 培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)PH9.0以上，液面平均光照強(qiáng)度控制在100 160 ii mol/m2 s。用此分階段控制策略生產(chǎn)發(fā)菜多糖，采用乙醇沉淀法得到多糖產(chǎn)量為3. 5g/L。實(shí)施例3:光照反應(yīng)器采用分階段控制光照強(qiáng)度和培養(yǎng)基方法，溫度、轉(zhuǎn)速等條件同對(duì)照實(shí) 施例1。在深層發(fā)酵第一階段的4天采用添加4g/L的葡萄糖的有氧BG-11培養(yǎng)基，光照強(qiáng) 度控制在40 60 y mol/m2 s,在培養(yǎng)第5天收獲細(xì)胞，全部轉(zhuǎn)入添加2g/L醋酸鈉和4g/ L葡萄糖的無氮BG-11培養(yǎng)基中，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH9.0以上，光照強(qiáng)度(液面平均值)控制在 100 160 y mol/m2 s。用此分階段控制策略生產(chǎn)發(fā)菜多糖，兩階段發(fā)酵液采用乙醇沉淀法得到多糖產(chǎn)量 為 4g/L。
權(quán)利要求
一種提高發(fā)菜細(xì)胞深層發(fā)酵生產(chǎn)胞外多糖產(chǎn)量的方法，以發(fā)菜細(xì)胞為原料，其特征在于主要包括如下步驟(1)第一階段培養(yǎng)4天，采用添加葡萄糖的有氮源BG-11培養(yǎng)基，光照強(qiáng)度控制在40～60μmol/m2·s；(2)第二階段培養(yǎng)3天，采用添加葡萄糖和乙酸鈉的復(fù)合無氮源BG-11培養(yǎng)基，光照強(qiáng)度控制在60～160μmol/m2·s。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高發(fā)菜細(xì)胞深層發(fā)酵生產(chǎn)胞外多糖產(chǎn)量的方法，其特征在 于步驟(1)中，所述葡萄糖的濃度為4g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高發(fā)菜細(xì)胞深層發(fā)酵生產(chǎn)胞外多糖產(chǎn)量的方法，其特 征在于步驟(2)中，所述乙酸鈉濃度為2g/L，葡萄糖濃度為3 4g/L，培養(yǎng)基pH彡9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高發(fā)菜細(xì)胞身材發(fā)酵生產(chǎn)胞外多糖產(chǎn)量的方法，其特 征在于步驟(2)中，所述光照強(qiáng)度控制在100 160 μ mol/m2 · s。
全文摘要
本發(fā)明屬于微藻細(xì)胞的深層發(fā)酵領(lǐng)域，特別公開了一種提高發(fā)菜細(xì)胞深層發(fā)酵生產(chǎn)胞外多糖產(chǎn)量的方法。本發(fā)明提供的通過分階段控制光照強(qiáng)度和培養(yǎng)基發(fā)酵工藝提高發(fā)菜細(xì)胞多糖產(chǎn)量的方法，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，適于放大工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)獲得的發(fā)菜細(xì)胞多糖，經(jīng)分離純化后可以用作天然抗病毒藥物或食品原輔料。
文檔編號(hào)C12R1/89GK101864470SQ20101019776
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者于海峰, 寧維穎, 崔波, 董永勝, 逄圣慧 申請(qǐng)人:山東輕工業(yè)學(xué)院