一種提高紅曲霉多糖產(chǎn)量的液體發(fā)酵方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種利用稀土元素提高紅曲霉多糖產(chǎn)量的液體發(fā)酵方法，屬于發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
紅曲霉Sp.)是我國傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品--紅曲的生產(chǎn)菌種，紅曲霉接種于大米培養(yǎng)基經(jīng)發(fā)酵后的產(chǎn)物即為紅曲，在我國已有上千年的應(yīng)用歷史，主要用于食品著色劑、防腐劑以及中藥配伍。
[0003]多糖是紅曲霉的一種重要次生代謝產(chǎn)物，研究表明紅曲霉多糖具有抗腫瘤、抗病毒、提高免疫力等多種生物學(xué)功效。目前，國內(nèi)外關(guān)于紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)多糖的研究較少，且尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。已有研究主要是通過發(fā)酵條件優(yōu)化提高紅曲霉胞外多糖產(chǎn)量，如趙振鋒等.紅曲霉發(fā)酵產(chǎn)胞外多糖工藝的優(yōu)化.無錫輕工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，2 (3):289-295 ;李霞姣等.紅曲多糖液態(tài)發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化.生物加工過程，2009，7(2): 13-17;伍健萍等.紅曲霉液態(tài)發(fā)酵多糖工藝條件優(yōu)化.北京工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2012，30(6):57-62。這些研究主要集中在培養(yǎng)基組成、pH、溫度、溶氧及發(fā)酵時間等工藝層面上，對紅曲霉多糖發(fā)酵水平提高有限，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)的需要。
[0004]稀土元素是化學(xué)元素周期表中鑭系元素及兩個相關(guān)元素鈧和釔的總稱，我國稀土資源豐富。目前，稀土元素廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，不僅應(yīng)用在各工業(yè)部門，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、微生物等生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究也日益增多。近年來應(yīng)用稀土元素提高微生物發(fā)酵產(chǎn)物的研究已有報道，如劉延茂等.稀土元素對紅霉素發(fā)酵的影響.工業(yè)微生物，2009，39(1): 16-21;李增利.稀土元素鐠、釹、鉺對紅菇多糖深層發(fā)酵的影響.食品科學(xué)，2007，28 (12):312-316 ;以及王怡平等.稀土元素對紅酵母的生長及類胡蘿卜素合成的影響.微生物學(xué)通報，1999，26(2): 117-119。目前，稀土元素在紅曲霉多糖液體發(fā)酵上的應(yīng)用研究尚未見報道。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種工藝簡單、成本低廉、效果顯著、環(huán)保無毒的利用稀土元素提高紅曲霉多糖產(chǎn)量的液體發(fā)酵方法，本方法可用于紅曲霉多糖的工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明旨在提供稀土元素在紅曲霉多糖液體發(fā)酵中的應(yīng)用，同時提供稀土元素在紅曲霉多糖發(fā)酵中的使用方法，從而提供本方法。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到:一種提高紅曲霉多糖產(chǎn)量的液體發(fā)酵方法，其特征在于其包括如下步驟:
(I)將紅曲霉菌種接種到PCY液體發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為搖床轉(zhuǎn)速100?180 r/min，溫度25?30°C，培養(yǎng)時間4?8天，得到紅曲霉種子液；
所述的紅曲霉菌種為紫色紅曲霉/WZpyreiAs)，菌種編號為CICC 40941、CICC 40942、CICC 40943 或 CICC 40944 ；
所述的PCY液體發(fā)酵培養(yǎng)基組成為蛋白胨20g、玉米面20g、酵母粉10g、硫酸鎂0.5g、磷酸氫二鉀1.0g、硫酸亞鐵0.1g和蒸饋水100mL ； (2)將步驟(I)獲得的紅曲霉種子液按1%?5%體積比接種量接入到含有濃度為
0.0l?0.12 mmol/L稀土元素的PCY液體培養(yǎng)基中，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為100?180r/min，溫度25?30°C，時間4?8天，得到發(fā)酵液和紅曲霉菌絲體混合物，分離出發(fā)酵液備用；
所述的稀土元素為鑭La'鈰Ce'鐠Pr3+或釹Nd 3+;
(3)從步驟(2)所獲得的發(fā)酵液中提取紅曲霉多糖。
[0007]紅曲霉多糖產(chǎn)量可達(dá)到2.86 g/L,添加鑭La'鈰Ce'鐠Pr3+或釹Nd 3+后，紅曲霉多糖產(chǎn)量可分別達(dá)到:4.29 g/L,4.70 g/L,4.13 g/L和4.50 g/L。
[0008]根據(jù)上述方法，本發(fā)明進(jìn)一步做以下優(yōu)選:
步驟(2)所述的稀土元素優(yōu)選為鈰Ce3+或釹Nd'最優(yōu)選的稀土元素為鈰Ce'
[0009]步驟(2)所述的稀土元素在PCY液體培養(yǎng)基中的濃度優(yōu)選為鈰Ce3+ 0.04?0.08mmol/L、欽 Nd3+ 0.01 ?0.08 mmol/L、銅 La3+ 0.04 ?0.12 mmol/L 或錯 Pr3+ 0.01 ?0.04mmol /I,η
[0010]步驟(2)所述的含有濃度為0.01?0.12 mmol/L稀土元素的PCY液體培養(yǎng)基是按以下方法制備的:
稱取純度為99%的硝酸鈰、硝酸鐠、硝酸釹或硝酸鑭，用蒸餾水配制成濃度為I mol/L的溶液；加入到所述PCY液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，制得含有濃度為0.01?0.12 mmol/L稀土元素的PCY液體培養(yǎng)基。
[0011]步驟(2)所述的發(fā)酵液及紅曲霉菌絲體的分離是經(jīng)2層薄紗綢布(或8層紗布)過濾分離。
[0012]步驟(3)所述的紅曲霉多糖的提取步驟如下:
將發(fā)酵液定容至200 ml，取發(fā)酵液20 ml加入80 ml無水乙醇，在5°C下靜置過夜，5000r/min離心10 min，所得沉淀經(jīng)60°C干燥后稱重。
[0013]本發(fā)明所得紅曲霉多糖可用于提高免疫力、抗腫瘤、抗病毒等藥物的開發(fā)。
[0014]本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明將稀土元素鈰Ce'鐠Pr'釹Nd3+或鑭La 3+用于紅曲霉多糖的液體發(fā)酵，大幅度提高紅曲霉多糖的產(chǎn)量，發(fā)酵液多糖產(chǎn)量可達(dá)4.7g/L，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
[0015]2、本發(fā)明所述稀土元素鈰Ce'鐠Pr'釹Nd3+或鑭La 3+來源廣泛，均具有很好的促進(jìn)效果，實(shí)驗(yàn)方法簡便，重復(fù)性好。
[0016]3、本發(fā)明所采用的紅曲霉液體發(fā)酵工藝簡單，環(huán)保無毒，原材料成本低廉，更為重要的是整個發(fā)酵過程可控，不受外部環(huán)境條件限制、非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0017]【附圖說明】:
圖1為稀土元素對紅曲霉多糖產(chǎn)量的影響曲線圖。
[0018]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說明，所用原料及培養(yǎng)基如下:
發(fā)酵用紅曲霉菌種為紫色紅曲霉/WZpyreiAs),菌種編號為CICC 40941、CICC 40942,CICC 40943或CICC 40944，購自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心。純度為99%的硝酸鈰、硝酸釹、硝酸鑭和硝酸鐠，購自天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。
[0019]PCY液體發(fā)酵培養(yǎng)基組成為蛋白胨20g、玉米面20g、酵母粉10g、硫酸鎂0.5g、磷酸氫二鉀1.0g、硫酸亞鐵0.1g和蒸餾水lOOOmL。
[0020]含有稀土元素的PCY液體培養(yǎng)基的配制:
稱取純度為99%的硝酸鈰、硝酸鐠、硝酸釹或硝酸鑭，用蒸餾水配制成濃度為I mol/L的溶液，加入到所述PCY液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，分別制得:(I)含有濃度為0.01 mmol/L、0.04mmol/L、0.08 mmol/L、0.12 mmol/L稀土元素鈰Ce3+的PCY液體培養(yǎng)基；(2)含有濃度為0.01 mmol/L、0.04 mmol/L、0.08 mmol/L、0.12 mmol/L 稀土元素鐠 Pr3+的 PCY 液體培養(yǎng)基；(3)含有濃度為0.01 mmol/L、0.04 mmol/L、0.08 mmol/L、0.12 mmol/L 稀土元素欽Nd3+的 PCY 液體培養(yǎng)基；(4)含有濃度為 0.01 mmol/L、0.04 mmol/L、0.08 mmol/L、0.12 mmoI /L稀土元素鑭La3+的PCY液體培養(yǎng)基備用。
[0021]實(shí)施例1:一種提高紅曲霉多糖產(chǎn)量的液體發(fā)酵方法，步驟為:
1.將紫色紅曲霉CICC 40941菌種接種到PCY液體發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為搖床轉(zhuǎn)速160 r/min，溫度25°C，培養(yǎng)時間8天，得到紅曲霉種子液。
[0022]2.將