[发明专利]一种丝状真菌发酵专用淀粉衍生物的制备及应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及丝状真菌发酵专用淀粉衍生物的制备及应用。

背景技术

丝状真菌在液体深层发酵过程中，通常会形成三种形态，即：致密菌丝球，疏松菌丝团及游离菌丝体，其中菌丝球及游离菌丝对目的产物的影响研究比较多，适宜的菌丝形态可大幅提高其目的产物量(Kaup et al.,2007；Petzoldt,1971；Zhang et al.,2007；Znidarsic和Pavko,2001)。例如，致密菌丝球有利于衣康酸（Metz,1976）、柠檬酸发酵(Gomez et al.,1988)，而游离菌丝体适宜于外源蛋白表达及分泌(Papagianni和Mattey,2006)，如a-淀粉酶、植酸酶和β-呋喃果糖苷酶(Teng et al.,2009)，以及青霉素的发酵(Vecht-Lifshitz et al.,1990)。因此，发酵过程中控制菌丝的形态对目的产物的发酵非常关键。

目前，控制发酵过程中菌丝形态的方法主要有调节接种量，搅拌速率或将pH降为2-3（Bocking et al.,1999；Mcintyre et al.,2001；Niel sen,1996；Papagianni and Mattey,2006）；或者加分散剂如滑石粉，氧化铝等（Kaup et al.,2007）；诱变育种改变菌丝形态（DeNicolas-Santiago et al.,2006；Wang et al.,2005）等方法。但实际上很多方法并不十分有效，比如，在极端pH(2-3)条件下，很多酶不稳定，甚至失活，并且有的丝状真菌本身在此pH条件下就生长很差，甚至无法生长，因此也无法表达蛋白；过高的搅拌转数不仅增加能耗，且易打断菌丝，过多菌丝片段不仅影响产酶，且易造成发酵液粘度过高，造成溶氧不足。此外，添加滑石粉等方法也只适合个别丝状真菌，至于诱变育种获得游离菌丝体的方法更是工作量巨大，几率极低。

其次，在以淀粉为碳源的微生物发酵过程中，因淀粉糊化后粘度较大，不论在初始培养基中的添加量还是在流加过程中，淀粉的添加浓度都很低（浓度2%普通淀粉糊化后粘度已较高），粘度较高会造成流加体积很大或碳源过低，从而不利于发酵，目前通常的解决方法都是添加淀粉酶或先将淀粉液化，不仅增加工艺步骤，而且增加成本。

本发明基于制备可溶性淀粉的过程中，获得一种粘度动力学曲线变化甚微的淀粉衍生物，将其用于丝状真菌发酵产脂肪酶，发现以该淀粉衍生物配置的培养基（淀粉衍生物浓度为6-40%）流动性很好，发酵液粘度相对比较低，且发酵过程中菌体形态始终保持游离状的菌丝体。

发明内容

本发明人经过深入地研究，首次发现具有一定DE值、粒径中间值和粘度的淀粉衍生物特别适合用于丝状真菌发酵。具体而言，本发明人首次发现，DE值为0.1-3和粘度为1-100cp的淀粉衍生物（更优选地，粒径中间值为1-30μm），在高温灭菌后不会因淀粉糊化而形成很高的粘度，即使该淀粉衍生物浓度高达400g/L的溶液中，高温灭菌冷却后，也不会形成很强的凝胶，流动性很好。这类淀粉衍生物不仅利于提高初始培养基中淀粉含量，且也可采用较高淀粉浓度流加发酵。将其与发酵培养基混合灭菌时，由于培养基中各种离子的存在，该混合物灭菌后，会形成细小的微粒，该微粒在丝状真菌孢子萌发时起到分散作用，使丝状真菌在发酵过程中始终以游离分散的菌丝体存在，有利于提高外源蛋白的表达量，由此而完成本发明。

因此，本发明提供一种使用丝状真菌进行发酵的方法，所述方法包括使用含有淀粉衍生物的培养基进行发酵，其中，所述淀粉衍生物DE值为0.1-3，粘度为1-100cp。

本发明还提供一种控制丝状真菌发酵时的形态的方法，所述方法包括使用含有淀粉衍生物的培养基进行发酵，从而控制丝状真菌在发酵时以游离菌丝体形态存在，其中，所述淀粉衍生物DE值为0.1-3，粘度为1-100cp。

本发明还提供DE值为0.1-3和粘度为1-100cp的淀粉衍生物在丝状真菌发酵中的应用。

本发明还提供DE值为0.1-3和粘度为1-100cp的淀粉衍生物在制备丝状真菌发酵用的培养基中的应用。

在上述方法和应用的实施例中，所述淀粉衍生物的粒径中间值为1-30μm。

在上述方法和应用的实施例中，所述丝状真菌选自：黑曲霉、米曲霉、米黑根毛霉、李氏木霉、雪白根霉、华根霉、少根根霉和唐德链霉菌。