[发明专利]一种提高人参皂苷产量的好氧共培养益生菌发酵工艺

说明书

本发明公开了一种提高人参皂苷产量的好氧共培养益生菌发酵工艺，包括如下步骤：1)制备种子液；2)制备发酵培养基；3)加入氮源；4)人参基质的粉碎；5)加入人参粉；6)菌株接种：在发酵培养基中加入菌株进行接种，菌株接种量设定为发酵培养基体积的5‑30％，枯草芽孢杆菌种子液：里氏木霉种子液为1:4‑2:1；每100g人参发酵基质的无菌通气量为0.3‑0.7L/min。结果表明，在固态或液态条件下共培养益生菌，人参总皂苷产量和稀有皂苷产量较单一培养模式明显提高。在分段接种共培养模式下，枯草芽孢杆菌与里氏木霉以1:3比例接种，总人参皂苷产量最高为22.31mg/g。同时，在此条件下产生的稀有人参皂苷Rg3、Rh1、Rh2的量明显增高，表明发酵液药理活性明显提高。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种好氧共培养枯草芽孢杆菌和里氏木霉以提高人参皂苷产量的生物转化方法。

背景技术

人参皂苷具有广泛的药理作用是人参中最重要的活性成分。天然人参皂苷很难被直接吸收因为C-3和C-20含有更多的糖基，而稀有人参皂苷如Rg3、Rh1、Rh2、F2等易于被血液吸收，具有更好的药理活性。然而，人参中稀有皂苷含量很低。利用微生物进行生物转化可以防止人参皂苷的羟基化作用。因此，通过益生菌将人参皂苷转化为去糖基化的形式显著提高了人参皂苷的生物活性。此方法在小型生产人参皂苷中具有副产物较少，生物利用度高，高稀有皂苷得率及温和的操作条件等优势。

在人参皂苷生物转化过程中，纯菌种发酵(单培养模式)已被广泛采用，但单培养模式具有挑战性，对于长而复杂的外源合成途径，往往会带来巨大的代谢负担。为了解决这个问题,共培养模式提出了不同的菌株存在共生关系模式,这种协同作用在这些微生物中通常包括小分子分泌物的交换或电子从一个物种转移到另一个物种,以及细胞间的反应。因此，共培养可提高人参皂苷的生物转化效率。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种提高人参皂苷产量的好氧共培养益生菌发酵工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种提高人参皂苷产量的好氧共培养益生菌发酵工艺，该工艺包括如下步骤：

1)制备种子液

里氏木霉在含10-20％马铃薯提取物和1.5-2.0％葡萄糖的培养液中培养，获得里氏木霉种子液；

枯草芽孢杆菌在LB培养基中培养，获得枯草芽孢杆菌种子液；

2)制备发酵培养基

发酵培养基为液体发酵培养基或固体发酵培养基；该发酵培养基是按照1000ml的水中加入2.0-5.0g葡萄糖、200-250ml马铃薯提取液、0.3-0.5g KH₂PO₄、0.3-0.5g MgSO₄的比例混合而成；该固体发酵培养基也含有按照该比例的2.0-5.0g葡萄糖、200-250ml马铃薯提取液、0.3-0.5g KH₂PO₄、0.3-0.5g MgSO₄；

3)加入氮源；

在该发酵培养基中加入氮源，氮源的添加量为0.2-0.5％g/100mL；

4)人参基质的粉碎

将人参根或叶进行机械粉碎，过120-500目的筛子；

5)加入人参粉

在该发酵培养基中加入人参粉，人参粉的添加量为0.5-2.5％g/100mL；

6)菌株接种