技术详细介绍
本项目致力于竹黄菌液态深层发酵技术研究,利用生物发酵工程技术,通过对培养基组成、发酵参数等培养工艺的优化与竹红菌素提取方法的筛选,并进行发酵罐中试与产业化示范,得到高产量的竹红菌素,同时获得了250mL摇瓶、10L、100L与1000L发酵罐的适合工艺,主要结果如下: (1)组织与孢子分离法获得的竹黄菌液态发酵产物差异明显:组织分离法—菌丝球较大但数量较少,竹红菌素产量较高,为110.83mg/L;孢子分离法—菌丝球较小但数量较多,竹红菌素产量较低,为77.55mg/L。 (2)摸索出竹黄菌发酵产物竹红菌素提取与含量测定方法:菌丝球用丙酮与无水乙醇提取,发酵液用氯仿与正丁醇萃取,紫外分光光度法测定竹红菌素产量。 (3)用高效液相色谱法与质谱法,通过与竹红菌甲素与乙素标准品的比对,证明发酵产物中含有竹红菌甲素与乙素。 (4)优化竹黄菌液态发酵工艺,获得的摇瓶培养最佳条件为:培养基为马铃薯160 g/L,短穂竹竹屑8g/L,蔗糖10g/L,硝酸钠2 g/L,pH值6.0,装液量50mL/250mL,接种量10﹪(v/v),26℃、120r/min培养96h。该工艺下获得的竹红菌素总产量为334.79mg/L,其中竹红菌甲素156.56mg/L,竹红菌乙素178.23mg/L。 (5)10L机械搅拌式发酵罐最佳发酵条件:培养基配方同摇瓶,装液量7.5L,接种量10﹪(v/v),罐压0.03~0.05MPa,温度26℃,搅拌速度200r/min,通气量1:0.75,初始pH6.0,培养时间96h,竹红菌甲素、乙素产量分别为193.25mg/L、218.41mg/L,竹红菌素总产量为411.66mg/L。 (6)100L气升式发酵罐适合发酵条件:培养基配方同摇瓶,装液量75L,接种量10﹪(v/v),罐压0.05MPa,通气量100L/min,温度26℃,pH自然(5.56),培养时间96h,竹红菌甲素、乙素产量分别为201.64mg/L、223.85mg/L,竹红菌素总产量为425.49mg/L。 (7)1000L发酵罐生产线适合发酵条件:培养基配方同摇瓶,气升式:装液量750L,接种量75L,罐压0.05MPa ,通气量800L/min,温度26℃,pH自然(5.56),培养时间96h,竹红菌甲素、乙素产量分别为212.58mg/L、226.76mg/L,竹红菌素总产量为439.34mg/L;机械搅拌式:装液量750L,接种量75L,搅拌转速200r/min,罐压0.05MPa,通气量400L/ min,温度26℃,pH自然(5.56),培养时间96h,竹红菌甲素、乙素产量分别为199.76mg/L、219.63mg/L,竹红菌素总产量为419.39mg/L。可见,气升式发酵罐更有利于竹红菌素的生成。 项目研究得到的液态发酵工艺具产量高、周期短、成本低、易实现工业化生产等优点,竹黄菌250mL摇瓶、10L、100L发酵罐与1000L发酵罐生产线液态发酵获得的竹红菌素产量均是目前国内外报道中最高的。
本项目致力于竹黄菌液态深层发酵技术研究,利用生物发酵工程技术,通过对培养基组成、发酵参数等培养工艺的优化与竹红菌素提取方法的筛选,并进行发酵罐中试与产业化示范,得到高产量的竹红菌素,同时获得了250mL摇瓶、10L、100L与1000L发酵罐的适合工艺,主要结果如下: (1)组织与孢子分离法获得的竹黄菌液态发酵产物差异明显:组织分离法—菌丝球较大但数量较少,竹红菌素产量较高,为110.83mg/L;孢子分离法—菌丝球较小但数量较多,竹红菌素产量较低,为77.55mg/L。 (2)摸索出竹黄菌发酵产物竹红菌素提取与含量测定方法:菌丝球用丙酮与无水乙醇提取,发酵液用氯仿与正丁醇萃取,紫外分光光度法测定竹红菌素产量。 (3)用高效液相色谱法与质谱法,通过与竹红菌甲素与乙素标准品的比对,证明发酵产物中含有竹红菌甲素与乙素。 (4)优化竹黄菌液态发酵工艺,获得的摇瓶培养最佳条件为:培养基为马铃薯160 g/L,短穂竹竹屑8g/L,蔗糖10g/L,硝酸钠2 g/L,pH值6.0,装液量50mL/250mL,接种量10﹪(v/v),26℃、120r/min培养96h。该工艺下获得的竹红菌素总产量为334.79mg/L,其中竹红菌甲素156.56mg/L,竹红菌乙素178.23mg/L。 (5)10L机械搅拌式发酵罐最佳发酵条件:培养基配方同摇瓶,装液量7.5L,接种量10﹪(v/v),罐压0.03~0.05MPa,温度26℃,搅拌速度200r/min,通气量1:0.75,初始pH6.0,培养时间96h,竹红菌甲素、乙素产量分别为193.25mg/L、218.41mg/L,竹红菌素总产量为411.66mg/L。 (6)100L气升式发酵罐适合发酵条件:培养基配方同摇瓶,装液量75L,接种量10﹪(v/v),罐压0.05MPa,通气量100L/min,温度26℃,pH自然(5.56),培养时间96h,竹红菌甲素、乙素产量分别为201.64mg/L、223.85mg/L,竹红菌素总产量为425.49mg/L。 (7)1000L发酵罐生产线适合发酵条件:培养基配方同摇瓶,气升式:装液量750L,接种量75L,罐压0.05MPa ,通气量800L/min,温度26℃,pH自然(5.56),培养时间96h,竹红菌甲素、乙素产量分别为212.58mg/L、226.76mg/L,竹红菌素总产量为439.34mg/L;机械搅拌式:装液量750L,接种量75L,搅拌转速200r/min,罐压0.05MPa,通气量400L/ min,温度26℃,pH自然(5.56),培养时间96h,竹红菌甲素、乙素产量分别为199.76mg/L、219.63mg/L,竹红菌素总产量为419.39mg/L。可见,气升式发酵罐更有利于竹红菌素的生成。 项目研究得到的液态发酵工艺具产量高、周期短、成本低、易实现工业化生产等优点,竹黄菌250mL摇瓶、10L、100L发酵罐与1000L发酵罐生产线液态发酵获得的竹红菌素产量均是目前国内外报道中最高的。