[发明专利]一种生产不同分子量普鲁兰多糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种出芽短梗霉发酵生产不同分子量普鲁兰多糖的方法。

背景技术

普鲁兰多糖是一种类似葡聚糖、黄原胶的胞外水溶性粘质微生物胞外多糖，以α-1，6-糖苷键结合麦芽糖构成同型多糖为主，即葡萄糖按α-1，4-糖苷键结合成麦芽三糖，两端再以α-1，6-糖苷键同另外的麦芽三糖结合，如此反复连接而成高分子聚合物。

因菌种的差异、培养基成分、发酵条件的不同，普鲁兰多糖的聚合度也有很大的变化；研究发现不同分子量的普鲁兰多糖应用也不尽相同，随着普鲁兰多糖在食品、医药、化工和石油领域的广泛应用，人们对普鲁兰多糖的聚合度要求也越来越精。

Catley和McDowell提出了普鲁兰生物合成的反应过程：最初阶段是在UDPG的参与下，葡萄糖和脂质分子(LPh)通过磷酸酷键结合，然后另一个UDPG的葡萄糖基通过葡萄糖转移酶，形成与脂质体连接的异麦芽糖，异麦芽糖与和脂质体连接的葡萄糖形成异潘糖残基，接下来，异潘糖残基通过普鲁兰聚合酶形成普鲁兰链。

江南大学童群义讲授等研究发现，在普鲁兰多糖发酵后期，普鲁兰多糖降解酶的出现，高分子量的普鲁兰多糖得到降解。

目前文献中只有山东省生物药物研究院通过控制发酵培养基中的氮源组成及搅拌转速，获得不同分子量的普鲁兰多糖，专利申请号：200910148764.4；但其得到的普鲁兰多糖具体的分子量范围不明确；本发明采用改变发酵培养基中磷酸氢二钾的含量，结合发酵过程的pH调节葡萄糖转移酶以及普鲁兰多糖降解酶的活性，从而获得不同聚合度的普鲁兰多糖。

发明内容

本发明的目的是通过对发酵过程的调控，提供了一种生产不同分子量的普鲁兰多糖的方法，以满足人们对不同聚合度的普鲁兰多糖的需求。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种生产不同分子量普鲁兰多糖的方法，包括如下步骤：（1）制备出芽短梗霉种子液；(2）将上述种子液接种到发酵培养基，发酵生产普鲁兰多糖；其特征在于，通过改变发酵培养基中K₂HPO₄的含量，并且在发酵过程中调控发酵液pH，生产不同分子量的普鲁兰多糖。

所述K₂HPO₄的含量的调控范围是1～7g/L。

所述发酵过程中pH的调控范围是3.0～4.0。

所述发酵方法可以如下：以1%～10%的体积比将出芽短梗霉种子液接种到5L的发酵罐中，培养基装液量3L，通风量1.0V/V，转速300r/min，30℃培养88h，在40～88h运用3mol/L的盐酸和3mol/L的氢氧化钠使pH分别稳定在3.0或3.5或4.0，发酵结束后离心除去菌体。

优选的发酵培养基组成为：蔗糖150g/L、尿素2g/L、氯化钠2.5g/L、MgSO₄·7H₂O0.4g/L、K₂HPO₄1～7g/L、FeSO₄·7H₂O0.05g/L，其余为水，初始pH5.5～6.5。

所述种子液的制备方法可以如下：将出芽短梗霉菌株进行活化，转接到500ml的挡板瓶中，培养基装液量80ml，恒温28℃，180r/min培养29～32h制得种子液。

优选的种子培养基组成为：蔗糖100g/L、酵母浸粉3g/L、氯化钠2.5g/L、硫酸铵1g/L、MgSO₄·7H₂O0.4g/L、K₂HPO₄1～3g/L、FeSO₄·7H₂O0.05g/L，其余为水，pH7.0。

K₂HPO₄的调节作用：变化范围1～4g/L，K₂HPO₄含量越高普鲁兰多糖分子量越小，变化范围5～7g/L，K₂HPO₄含量越高普鲁兰多糖分子量越大，普鲁兰糖分子量均在20～50万道尔顿之间。