[发明专利]一种在发酵过程中外源添加代谢产物提高透明质酸产量的方法

说明书

本发明公开了一种在发酵过程中外源添加代谢产物提高透明质酸产量的方法，利用微生物发酵生产透明质酸过程中，额外添加乳酸和/或乙酸。本发明方法通过外源添加代谢产物，刺激微生物生产透明质酸，提高透明质酸产量。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，涉及一种发酵生产透明质酸的方法。在发酵过程中外源添加微生物的代谢产物，刺激微生物生产透明质酸，从而提高透明质酸产量的方法。

背景技术

透明质酸(简称HA)，又称玻璃酸。是一种以N-乙酰氨基葡萄糖和β-D-葡萄糖醛酸作为双糖单位聚合而成的，呈酸性的高分子粘多糖。透明质酸的分子量在几十万到几百万之间。透明质酸一般是白色的无定型固体，无色无味，有强吸湿性，极易溶于水，不溶于有机溶剂。透明质酸在空间上形成200nm的刚性螺旋柱形，柱的内侧由于羟基产生强烈亲水性；同时，由于羟基的连续定向排列，在透明质酸分子链上形成高度憎水区。所以即使在浓度很低时，透明质酸也可形成三维蜂窝网状结构。透明质酸吸水能力非常强，水溶液的渗透压和黏弹性较好，亲和吸附的水分约为本身质量的1000倍，所以它是公认的天然保湿因子，在医药、化妆品、食品等领域都有独特的应用价值。

在自然界中，HA广泛分布于高等动物的的各种组织中。现在人们已经从脐带、皮肤、人血清、鸡冠、关节液、脑软骨、眼玻璃体、鸡胚、人尿、动静脉壁中分离到HA。在哺乳动物体内，以玻璃体、关节液、脐带中的透明质酸含量最高，鸡冠中的HA含量和关节滑液中相似。通常，HA与蛋白质结合后同其他粘多糖共存；在眼玻璃体和关节滑液中，以溶解形式存在；在鸡冠和脐带中，以凝胶形式存在。

目前，制备透明质酸主要有两种途径：一种是从动物组织中提取；一种是从微生物发酵液中提取。从动物组织中提取HA常用的原料有鸡冠、脐带、猪皮等，主要工艺过程包括脱水、磨碎、浸泡、提取、除杂、沉淀和分离。原料不同，HA的提取有一定的差异。

上世纪70年代，有人开始利用微生物发酵来生产透明质酸，日本资生堂于1985年首次报道了用链球菌生产HA的方法。已报道的常用的产透明质酸菌主要为伯杰氏手册中链球菌属的A组与C组，其中A组链球菌主要是化脓链球菌等，系人体致病菌，不宜作为生产菌种。C群链球菌为非人体致病菌，比较适合于工业生产。目前，国外利用C群链球菌生产透明质酸早已达到产业化阶段。利用微生物发酵生产HA的质量和数量主要取决于以下几个方面：高产菌种的选育、培养基的选配、发酵工艺优化及发酵过程的控制、分离提纯。发酵法生产透明质酸因成本低、原料丰富、易规模化生产、所得透明质酸的分子质量高，正逐渐取代组织提取法。

随着人民生活水平的逐步提高，透明质酸在高级化妆品、食品、药物等诸多方面的应用将更加广泛，透明质酸产品需求量也将持续增长。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种在发酵过程中外源添加代谢产物提高透明质酸产量的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种在发酵过程中外源添加代谢产物提高透明质酸产量的方法，利用微生物发酵生产透明质酸过程中，额外添加乳酸和/或乙酸。

其中，所述的微生物优选为兽疫链球菌，最优选兽疫链球菌ATCC 39920。

其中，微生物发酵生产透明质酸的发酵培养基优选为：葡萄糖40g/L、酵母粉5g/L、蛋白胨17g/L、牛肉粉5g/L、MgSO₄·7H₂O 2.0g/L、NaCl 2.0g/L、KH₂PO₄ 10mmol/L，pH7.0。

其中，微生物发酵生产透明质酸的温度优选为30-40℃(优选36℃)，通气率优选为0.5-4vvm，优选4vvm。

其中，微生物发酵生产透明质酸的总反应时间(仅指发酵培养时间，不包含种子液培养时间)优选为10-20h。