[发明专利]一种用微生物发酵生产甲壳低聚糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种微生物菌株及其发酵生产甲壳低聚糖的方法。

背景技术

当前国内对甲壳素的利用，主要以壳聚糖为主，而甲壳低聚糖作为一种功能性低聚糖，在医药、食品等领域具有广泛的应用前景，其市场价格比壳聚糖高10倍左右。甲壳低聚糖在国内已有生产，大多是采用酸碱水解法，但产物纯度低、浪费大、环境污染严重，也有采用酶解法，大都是采用复合酶法，其成本昂贵、规模较小。国外也只有日本等少数几个国家有规模生产。近年对甲壳低聚糖的功能、性质研究的深入，其应用在国内外受到广泛的关注，市场前景广阔。

甲壳低聚糖生产的原料，来源于海产品加工厂的虾、蟹壳等废料。我国海域面积极其辽阔，海产品生产量很大，这些资源很好很充足，但却迄今仍未有效地被开发和利用，因而对环境造成潜在的威胁。所以合理开发利用这一资源，不仅具有经济学意义，还有很重要的生态学意义。

传统的制备甲壳低聚糖的方法是脱乙酰基化学法，由于生产过程耗费能源多、所需设备复杂、采用大量的酸碱用量，同时也污染环境。因此，人们开始寻找生物方法脱乙酰基，现在大都采用酶解法，由于至今没有单一、高效，专一性的酶，需要采用复合的酶解，成本较昂贵，而且在酶解过程没有科学、规范化、合适的酶反应系统，离大规模工业化生产尚有一定距离。

发明内容

针对传统的制备方法是脱乙酰基化学法，其生产过程耗费能源多、所需设备复杂、采用大量的酸碱用量，同时也污染环境等问题，以及现在采用的生物酶解法，该生产法缺乏廉价、高效、专一性酶和合理的反应系统，使生产缺乏产业化能力的现状。本发明提供一种用微生物菌发酵生产甲壳低聚糖的方法，该方法利用一种用微生物菌即淡紫拟青霉菌Paecilomyces lilacinus在人为调控条件下耗氧深层发酵降解虾、蟹壳，生产出较高浓度甲壳低聚糖，有效避免了传统甲壳低聚糖生产过程采用大量的酸碱用量，有效地提高了能源的利用率，同时又能实现廉价、低成本工业化生产甲壳低聚糖。

本发明的目的是这样实现的：在用微生物发酵生产甲壳低聚糖的过程中，通过采用特定发酵微生物菌株(Paeci lomvces lilacinus三炬03菌株)，菌种专利保藏号CCTCCNO：M2010165)及对该发酵微生物菌株的菌体形态进行控制(添加0.075％Deoxycholic acid sodium salt，其中文名为去氧胆酸钠)，来改变发酵代谢平衡，促进胞外几丁质酶的分泌，增加发酵产物甲壳低聚糖的产生，同时通过流加补料方式，来提高发酵产物甲壳低聚糖的浓度，再通过添加表面活性剂(Tween-80)的方式，来确保产物的稳定和促进菌体与产物的分离，最后通过离心除菌、膜过滤或浓缩喷雾干燥、精制等工艺生产出不同质量规格的产品。

本发明用于发酵生产甲壳低聚糖的菌种，该菌为淡紫拟青霉菌(Paecilomvces lilacinus)三炬03菌株，菌种专利保藏号CCTCC NO：M2010165。菌种保藏时间为2010年6月30日，地点为：中国典型培养物保藏中心(武汉大学)

本发明用微生物发酵生产甲壳低聚糖的方法，包括如下步骤：

(1)原料配备：将新鲜的虾壳或蟹壳制成含原料2-5％重量比的发酵原液，并灭菌；

(2)菌种制备：将淡紫拟青霉菌(Paecilomvces lilacinus)三炬03菌株由斜面培养逐步转入种子罐培养；

(3)在灭菌后的发酵原液中添加2-10％体积比的种子罐培养液，发酵获得甲壳低聚糖发酵液；

(4)从甲壳低聚糖发酵液中分离提取甲壳低聚糖。

在本发明的较佳实施例中，步骤(1)包括：

a、原料的制备：新鲜的虾壳或蟹壳晒干，粉碎成120目的干粉备用；

b、发酵原液配制：以重量比2-5％的虾、蟹壳粉与水混合均匀，再加入0.01-0.1％蛋白胨、0.1-1％葡萄糖、0.1-1％磷酸二氢钾、0.05-0.5％硫酸镁，制成发酵原液；

c、发酵原液灭菌：采用蒸汽加热灭菌。

在本发明的较佳实施例中，步骤(2)包括：斜面保藏菌种→活化生产斜面→一级三角瓶扩培→二级三角瓶扩培→种子培养→成熟菌种，接种量为5％发酵液量逐级接种。每一级的种子接种之前都要进行菌体形态的观察、纯度的检测，并严格控制逐级接种的菌龄。

在本发明的较佳实施例中，步骤(3)包括：