[发明专利]高分子量普鲁兰多糖的高产菌株及利用该菌株生产高分子量普鲁兰多糖的方法

说明书

本发明涉及高分子量普鲁兰多糖的高产菌株及利用该菌株生产高分子量普鲁兰多糖的方法，所述高产菌株的分类命名为出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）SWP35，于2015年11月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.11602；将4℃斜面该菌转接到PDA培养基培养，将菌块接种于种子培养液培养制得种子液，以1~5%（V/V）接种于发酵培养液，于装液量40~70%的气升式发酵罐中发酵，发酵液后处理得到白色的普鲁兰多糖产品。本发明所用培养基无有机氮源，一方面降低培养基成本，另外一方面减少培养基中色素，缓解发酵后处理中普鲁兰多糖酒精脱色的压力，得到的出芽短梗霉CGMCC No.11602能够发酵生产Mw2560000的普鲁兰多糖，同时产量达到35g/L以上。

技术领域

本发明属于工业生物技术领域，具体涉及一种高分子量普鲁兰多糖的高产菌株及利用该菌株生产高分子量普鲁兰多糖的方法。

背景技术

普鲁兰多糖（Pullulan），又称短梗霉多糖、茁霉多糖，是由出芽短梗霉（Aureobacidium pullulans）分泌的一类水溶性胞外中性多糖。该多糖是以α-1,6-糖苷键连接的聚麦芽三糖（含有少量麦芽四糖），一般没有分支结构，是直链多糖。普鲁兰多糖独特的糖苷键连接方式使得它具有高度的结构柔韧性及良好的水溶性，因而拥有其它多糖所没有的、独特的、优异的物理特性，包括良好的粘结性能、成纤维性、成膜性和可塑性。同时，普鲁兰多糖易进行化学改性以改变其水溶性或提供活性反应基团。因此，普鲁兰多糖及其衍生物被广泛地用于食品、医药、化工及电子等众多领域，是一种有极大开发价值和前景的多功能新型生物制品。

目前，普鲁兰多糖主要的应用是作为食品添加剂、胶囊材料及化妆品原料。近年来，由于普鲁兰多糖具有良好的生物相容性、高分子本身及降解产物均无毒、降解速度可控、适当的机械性能、优良的可成型性等特性，在药物包埋载体、微胶囊制备材料、组织工程应用和医药封装高分子材料中的应用研究获得大量关注。作为高分子生物材料，分子量及其分布是微生物多糖的重要参数，影响其应用产品（如组织工程支架等）的物理机械性能和降解速率。另一方面，高分子量产品可以显著提高溶液粘度。因此，生产高分子量的普鲁兰多糖可以大大拓展普鲁兰多糖应用领域，提高产品附加值。

微生物发酵是普鲁兰多糖主要的生产方法，因菌种的差异、培养基成分、发酵条件的不同，普鲁兰多糖的分子量也有很大的变化。关于不同分子量普鲁兰多糖的发酵生产方法也有很多报道。专利97121608.8 公开一种发酵生产普鲁兰多糖的新方法，生产的普鲁兰多糖平均分子量为10 万道尔顿；专利200810052070.6 公开的一种生产普鲁兰多糖的发酵方法得到分子量20-60 万道尔顿之间的普鲁兰多糖；专利200910148764.4 公开了一种生产不同分子量普鲁兰多糖的方法，通过调节发酵培养基中有机氮源和无机氮源的浓度能够生产平均分子量在8 万-48 万之间的普鲁兰多糖。从这些及其他已公开的普鲁兰多糖生产方法的报道中，生产的普鲁兰多糖的分子量都较低，均在60 万道尔顿以下，极大限制了普鲁兰多糖的生产和应用。目前，文献中仅有山东福瑞达生物科技有限公司（专利申请号：201210555219.9）通过调节培养基中磷酸盐的浓度和初始pH，得到分子量从50 万到200 万的普鲁兰多糖，但其针对高分子量普鲁兰多糖的产量未见报道，也没有针对不同分子量产品设计不同的培养方案。

由于高分子量普鲁兰多糖发酵液具有很高的粘度，尤其在发酵后期表现出典型的非牛顿性流体特性，从而影响到发酵后期的氧的传递，这也决定了整个发酵工艺的特殊性。目前，普鲁兰多糖的生产多采用机械搅拌式发酵罐；然而在高分子量普鲁兰多糖发酵后期会出现严重的溶氧限制，在搅拌桨外发酵液几乎处于静止状态，为了改善搅拌效果，不得不以消耗大量的电力为代价。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分子量普鲁兰多糖的高产菌株及利用该菌株生产高分子量普鲁兰多糖的方法，能大量获得高分子量普鲁兰多糖。