05茁霉多糖发酵工艺条件研究

!以出芽短梗霉为生产菌株!蔗糖为碳源进行发酵生产茁霉多糖0通过摇瓶实验!确定了该菌株的发酵条件!并对发酵条件进行了优化!在此条件下!获得了较高的多糖产量0实验表明!摇瓶转速和发酵初始NA 值是多糖发酵的重要影响因素!它们与多糖的合成密切相关0

茁霉多糖发酵工艺条件研究

唐!明&!邵!伟&!刘世玲!!熊!泽&

!三峡大学化学与生命科学学院"湖北宜昌!’宜昌市微生物研究所"湖北宜昌!’$&0’%""!#!0’%""&摘要!以出芽短梗霉为生产菌株!蔗糖为碳源进行发酵生产茁霉多糖0通过摇瓶实验!确定了该菌株的发酵条件!并对发酵条件进行了优化!在此条件下!获得了较高的多糖产量0实验表明!摇瓶转速和发酵初始N它们与多糖的合成密切相关0A值是多糖发酵的重要影响因素!关键词!茁霉多糖"!发酵"!条件

中图分类号!#4l(!"17!!!文献标识码!6!!!文章编号!&7*!$(’)8"!""#"!$"&**$"%

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色无味&无毒$对人体无任何副作用$气密性好$具有优良的水溶性&成膜性&氧气不渗透性&成纤性&可塑性&粘结性和自然降解性等许多独特的物理化学和生

&(

$可被广泛应用于医药&食品&化妆品&烟草物特性’

A!材料与方法

A0A!菌种

!出芽短梗霉"6>%0OMZ=\/’(2I2M<5M&&M&’%(#经诱变处理$由%()’购于中科院北京微生物研究所$

本校微生物实验室保存0A0B!试剂与培养基BC

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和农业等领域$是一种具有极大经济价值和开发潜力的多功能新型生物材料0茁霉多糖的研究工作起源于德国$英国在理论方面做了不少工作$日本进行了比较系统的生产工艺和产品应用的研究$并取得大量专利0

茁霉多糖可由淀粉水解物&蔗糖或其他糖类直接发酵生产$有关茁霉多糖的报道已有很多$本文就出芽短梗霉发酵茁霉多糖的发酵条件进行了初步研究$在茁霉多糖的转化方面有较好的效果0

基础培养基"!酵母膏"0h#%&-,_0#&‘$G!A’""*A!_"0"!&Y:9H"0"&&YA’#+_0"7&A+_N’)!’"自然&"0"7‘,:灭菌%"3;B0

活化培养基"!蔗糖#&酵母膏"0h#%&-,_!A’

"A!_"0"0%&‘+_"!&Y:9H"0"&&YA’#+_G’)*!’琼脂!&"0"7&9:9_0%&A70#&"0"7‘,:灭菌%"N%"3;B

收稿日期!!""’$&!$!)

基金项目!#!""%年三峡大学化学与生命科学学院科研基金资助项目"AS""!"#作者简介!唐!明"$男$讲师0&(7#/#

!以出芽短梗霉为生产菌株!蔗糖为碳源进行发酵生产茁霉多糖0通过摇瓶实验!确定了该菌株的发酵条件!并对发酵条件进行了优化!在此条件下!获得了较高的多糖产量0实验表明!摇瓶转速和发酵初始NA 值是多糖发酵的重要影响因素!它们与多糖的合成密切相关0

&*)三峡大学学报!自然科学版"""#年’月!!!!!!!!!!!!!!!

种子培养基!#蔗糖%$酵母膏"0h"%$-,_!A’

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A70"$"0"7$"0"7‘,:灭菌%"3;B0N

摇瓶培养基!#蔗糖#$酵母膏"0h"%$-,_!A’

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所用分析试剂均为分析纯0

A0C!仪器及设备

高压蒸汽消毒器$净化*!%"Q可见分光光度计$工作台$恒温振荡器$&"[全自动发酵罐等0A0E!方法&0’0&!菌种活化

取出保存在冰箱中的茁霉菌种&用活化培养基进行活化0培养基灭菌后各倒#个培养皿&将斜面菌种划线接种到培养皿进行活化&在!)^恒温箱中培养即得所需的种子0’)D&&0’0!!扩大培养

在#挑""3[三角瓶中装&!#3[的种子培养基&取一环生长良好的菌种接于#个三角瓶中&在!""’培养’即得种子培养液0M3;B的摇床上以!)^&)D&

()

&0’0%!摇瓶发酵’

接种量#菌龄#摇瓶装量##h&’)D&#""3[三角瓶装摇瓶培养基&培养温度#转速#!#3[&!)^&&)"’培养时间#M3;B&(7D0&0’0’!测定方法

!"采用酸度计法0A值#&N

#)

!"多糖含量#采用改良苯酚硫酸法(!$0标准曲线的制备#准确吸取&’""3[葡萄糖标G4准溶液"&相当于"0!#&"0#"&&0""&&0#"&!0""3[!&分别置于&"&!#&#"&&""&&#"&!""4"3[G葡萄糖"具塞刻度试管&加入苯酚液&0混匀且快速加入"3[&在沸水浴中放置&采用流水冷#0"3[浓硫酸&#3;B&却后于’("B3处比色测吸光度0

测定#取%3用蒸馏水稀释至&[发酵液&"3[&再从稀释液中取"0稀释至&加少许硅藻’3[&"3[&土搅拌&然后常压过滤&取"0!3[滤液进行测定0&0’0#!发酵工艺流程

斜面菌种&活化培养&扩大培养&摇瓶发酵&发酵液&测糖

粉作为碳源进行选择&摇瓶条件为!’)^$&#"M3;B$结果见表&0(7D&

表A!碳源选择实验!培养基中碳源含量C^"检测项目

碳源种类

!!!!*0!*

&&0)%

多糖含量’!%370%!3[/&"&G

出芽短梗霉在以蔗糖为碳源时!!从表&可以看出&

生长良好&产糖最好&淀粉次之&葡萄糖最差&所以&选蔗糖为碳源0

B0B!通气量对发酵的影响

在两组#分别装入等量的""3[的三角瓶中&其中一组三角瓶具有一块玻璃&!#3[发酵培养基&档板&通过(结果见表!07D的摇瓶培养&

表B!通气量对发酵的影响实验三角瓶种类有挡板无挡板

多糖含量’!%33[/&"G

&%0’))0&#

!!有档板的三角瓶在发酵过程中容氧量比无档板的大得多&而这更有利于该菌种生长和产糖&因此&选有档板的三角瓶进行发酵0

BDC!初始"P值对发酵的影响

将发酵培养基分装于#灭菌后&通""3[三角瓶&过酸碱调节改变发酵液的初始N再经过(A值&7D的摇瓶培养&检测发酵液中的多糖含量&结果见表%0

表C!"P值对发酵的影响

检测项目

初始值

#0"!!#0#!!70"!!70#!!*0"

/&

多糖含量’!%3"&)0)"!"0’7!!0’*!%0#"!&07"3[G

发酵液中的多糖含量比较高&为A70#时&!!可见N适宜的初始NA0B0E!碳酸钙用量对发酵的影响

将发酵培养基分装于#灭菌后&通""3[三角瓶&过对碳酸钙用量的调节改变发酵液中碳酸钙的含量&经过(检测发酵液中的多糖含量&结7D的摇瓶培养&果见表’0

表E!;&;!C对发酵的影响

检测项目

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多糖含量’!%3"&%0&!&(0)7!"0’7!!0#!&(0*"3[G

B!结果分析

B0A!碳源选择

由于茁霉多糖骨架的合成主要来源于碳源&因此&在基础培养基中分别加入%h的蔗糖$葡萄糖$淀

当碳酸钙含量为&0"h时多糖产!!从表’可看出&

量最高&产量可达!’!0#!33[0GB0T!摇瓶发酵参数的确定

在上述实验的基础上&通过正交实验来综合考察蔗糖浓度$9:9_A值对发酵的影响&%用量与初始N

!以出芽短梗霉为生产菌株!蔗糖为碳源进行发酵生产茁霉多糖0通过摇瓶实验!确定了该菌株的发酵条件!并对发酵条件进行了优化!在此条件下!获得了较高的多糖产量0实验表明!摇瓶转速和发酵初始NA 值是多糖发酵的重要影响因素!它们与多糖的合成密切相关0

第!*卷!第!期!!!!!!!!!!!!!唐!明等!茁霉多糖发酵工艺条件研究

’选用["正交表#其因素与水平设计见表#0%(!

&*(

表T!正交实验因素与水平设计

水平&!%

蔗糖$h’0"#0"70"

9:9_%$h"0)&0"&0!

初始NA值

70%70#70)

摇瓶转速

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$!%3"M;B

经过!)^&(7!!在摇瓶中按#h接种量接入菌种#

其实验结果见表70D的摇瓶培养#

通过分析表明#在本实验条件下茁霉多糖摇瓶发酵最佳工艺参数为’摇床培养基初始N摇床A为70#&转速&$蔗糖#h&发酵温度)"M3;B&9:9_h&%用量&!)^0

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表U!正交实验结果

试验号&!%’#7*)(4&4!4%W

蔗糖!&!"&’0"!"#0"!!"%70"&!%&!%&"0#)&&0*#(0#&!0!’

9:9_%

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初始NA值

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摇瓶转速

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多糖浓度$!%33[/&"G

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Qe4&c4!c4%e(#0#!

B0U!茁霉多糖液体发酵

在&灭"[全自动发酵罐中装入7[发酵培养基#控制初始N菌冷却后接入#h的摇瓶菌丝#A为70#&

搅拌转速&$空气压力’发酵温度!)^#)"M3;B#"!#发酵(#当发#"2,:&f"0’JJ3#9:9_h#7D%用量&

酵液呈褐色布满菌丝&残糖降为"即可0&h!"0!h时#以放罐#经测定发酵液中多糖含量可达!$3&0)’3[0G

$蔗糖#发酵温度!&)"M3;B#9:9_h#h#)^0%用量&参考文献!

)*李!艳#高文慧等0普鲁兰多糖生产菌种及其在&!马海蓉#

农产品保鲜中的应用)*河北省科学院学报#’.0!"""!!"&*!&(0

)*宋振响#王新力等0短梗霉多糖%!"升发酵罐发!王长海#

酵研究)*烟台大学学报#!"’.0&((%!%7!’&0

)*邵!伟#乐超银等0密环菌液体发酵条件研究及%!熊!泽#

其饮料开发)*三峡大学学报!自然科学版"#.0!""%#!#!"’7#7#!#7*0

)*贺红军#宋振响等0发酵条件对短梗霉形态的影’!王长海#

响)*山东省自然科学进展#!"’.0&((%))((!("’0)*改良的苯酚硫酸法测定多糖和寡糖的含量)*#$.0!董!群0

中国医药杂志#!"’&((7(%7!’!0

C!结!论

在茁霉多糖发酵生产中蔗糖作为最佳碳源被引入培养基(随浓度增9:9_%对发酵有明显的影响#加#多糖产量有明显提高0实验发现#未添加9:9_%或浓度低的实验组#多糖产量也较低(在NA70#左右#培养液中茁霉多糖产率最高#是茁霉多糖合成最理想的范围0提高或降初始N产率也随之下降0A值#其摇瓶发酵条件为’培养基初始N摇床转速A70##

)责任编辑!周文凯!

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/bxw1.html