[发明专利]一种鞘氨醇单胞菌WG生产威兰胶的发酵工艺

说明书

技术领域

本发明属于发酵工程技术领域，具体涉及一种高产的威兰胶发酵工艺。

背景技术

威兰胶(welan gum)是一种由微生物合成的多糖类高分子聚合物，主链结构由四糖重复单元(D-葡萄糖-D-葡糖醛酸-D-葡萄糖-L-鼠李糖)组成，侧链由L-甘露糖基或L-鼠李糖基组成。

威兰胶具有良好的稳定性、悬浮性、乳化性、增稠性和独特的剪切稀化性能，因此，可作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂、稳定剂、润滑剂、成膜剂和粘合剂应用于工农业的各个方面，尤其是在制药、食品、化工、石墨、混凝土和生物采油方面具有较好的应用前景。

目前，威兰胶主要是通过微生物发酵法生产，美国kelco公司现是全球最大的威兰胶生产和供应商，国内对威兰胶的研究尚处于起步阶段，南京工业大学、南昌大学、江南大学和河北鑫合化工有限公司从事这方面的研究。有研究者通过菌株诱变育种及发酵条件优化在一定程度上提高了威兰胶的发酵水平，但是，目前报道的利用鞘氨醇单胞菌生产威兰胶的最高产量仅仅达到33g/L，这就限制了威兰胶的工业化生产。因此，高产稳产的威兰胶生产工艺仍是目前亟待解决的问题。

中国专利201410485635.5公开了一株生产威兰胶的菌株，即鞘氨醇单胞菌WG(Sphingomonas sp.WG，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:M2013161)，该菌株经过三阶段发酵调控策略，在20L发酵罐水平威兰胶产量可以达到33g/L。但是，由于对该菌株所需要的最优培养条件及营养条件了解较少，限制了威兰胶发酵产量的进一步提高。

发明内容

本发明提供一种鞘氨醇单胞菌WG生产威兰胶的发酵工艺，该工艺通过优化培养基组成与培养条件，进而提高威兰胶产量。

本发明主要应用鞘氨醇单胞菌WG(Sphingomonas sp.WG，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:M2013161)，通过单因素、Plackett-Burman(PB)设计、中心组合设计及响应面分析等方法优化该菌株发酵培养基组成及培养条件，以期实现威兰胶产量的大幅提高，为威兰胶的大规模工业化生产奠定基础。

本发明所采用的技术方案是，一种鞘氨醇单胞菌WG生产威兰胶的发酵工艺，所述发酵工艺包括如下步骤：

1)菌种培养：首先，配制种子培养基：葡萄糖10g，酵母粉1g，蛋白胨5g，磷酸二氢 钾2g，硫酸镁0.1g，去离子水定容至1L。然后，接种鞘氨醇单胞菌WG(Sphingomonas sp.WG，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:M2013161)至种子培养基中，28℃、150rpm培养16h，获得液体发酵菌种；

2)配制发酵培养基：葡萄糖72.4g、酵母粉3.58g、K₂HPO₄ 3g、MgSO₄ 0.1g、ZnSO₄0.1g，1M NaOH调节pH至7，去离子水定容至1L。量取上述发酵培养基50mL至250mL三角瓶中，115℃灭菌30min；

3)发酵：接种2.5mL(5％，v/v)的液体发酵菌种至上述培养基中，32.5℃、摇床转速为200rpm、发酵72h完成发酵过程。

1.作为优选，所述的一种鞘氨醇单胞菌WG生产威兰胶的发酵工艺，其特征是，所述的发酵条件为：装液量50mL(250mL三角瓶)，接种量2.5mL(5％，v/v)，培养基初始pH为7，培养温度为32.5℃，摇床转速为200rpm，发酵周期为72h。

2.作为优选，所述的一种鞘氨醇单胞菌WG生产威兰胶的发酵工艺，其特征是，发酵培养基中最佳碳源和最佳氮源分别为葡萄糖和酵母粉。

3.作为优选，所述的一种鞘氨醇单胞菌WG生产威兰胶的发酵工艺，其特征是，发酵培养基组成为葡萄糖72.4g、酵母粉3.58g、K₂HPO₄ 3g、MgSO₄ 0.1g、ZnSO₄ 0.1g，1M NaOH调节pH至7，去离子水定容至1L。

本发明的优点和有益效果：

本发明从发酵工程的角度出发，提供一种生产工艺简单、便于推广的威兰胶发酵优化工艺，实现威兰胶产量的大幅提高，降低其生产成本，为实现威兰胶的工业化大规模生产提供依据。

附图说明