一種添加表面活性劑的培養基及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種添加表面活性劑的培養基及其應用，其中，添加表面活性劑的培養基，以甘油或葡萄糖為主要碳源，濃度為10～120g/L；以酵母提取物和/或谷氨酸鈉為主要氮源，濃度為5～50g/L；無機鹽組分包括Na2SO4、KH2PO4、K2HPO4、K2SO4、MgSO4·7H2O；維生素VB1、VB6、VB12；分別添加吐溫20、吐溫40、吐溫60或吐溫80。本發明通過在培養基中添加適宜濃度的表面活化劑，來改變微生物細胞膜滲透性、增強底物與氧氣傳質、促進生長；采用本發明所述技術方案，可以提高底物的轉化率，且不需要額外的人工或設備投入，從而有效降低裂殖壺菌的發酵成本。
【專利說明】一種添加表面活性劑的培養基及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于微生物應用【技術領域】，具體涉及添加有表面活性劑的培養基及其在裂殖壺菌發酵中的應用。
【背景技術】
[0002]二十二碳六烯酸(22:6n-3) (DHA)是一種重要的ω-3系列多不飽和脂肪酸(co-3polyunsaturated fatty acids),具有促進嬰幼兒智力和視力發育、預防心血管疾病、抗癌、抗炎、增強免疫力等功效。深海魚油是ω-3多不飽和脂肪酸的傳統主要來源，但是存在著諸多問題，例如品質不穩定、外源性污染、氣味不良、純化成本高等，魚油中含有的EPA和膽固醇也使其不適于添加入孕嬰食品中。相反,微生物油脂(single cell oils,SCO)不但容易實現大規模生產，同時還克服了傳統魚油普遍存在受地域和氣候條件制約的問題，應用前景廣闊。
[0003]裂殖壺菌(Schizochytrium)屬于破囊壺菌科的一類海洋微藻,是目前工業化生產DHA的理想物種之一。裂殖壺菌胞內可積累大量脂肪，且70%以甘油三酯形式存在，其中DHA可以占到總脂肪酸的35~45%。同時，裂殖壺菌油脂還含有許多生理活性物質，如色素(β-胡蘿卜素、葉黃素、蝦青素等)、角鯊烯和甾醇等。Schizochytrium藻油的安全性已得到美國FDA認可，2012年3月我國衛生部出臺了《食品營養強化劑使用標準》GB14880—2012,批準Schizochytrium藻油DHA可用于嬰幼兒配方食品。
[0004]吐溫是山梨醇酐脂 肪酸酯的環氧乙烷加成物(加成數為20)，化學名稱為聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯。吐溫作為非離子型表面活性劑，親水性強，廣泛用作乳化劑和油類物質增溶劑等。吐溫系列包含有吐溫20、吐溫40、吐溫60和吐溫80，分別為聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯、單棕櫚酸酯、單硬脂酸酯和單油酸酯。
[0005]目前，表面活性劑用于裂殖壺菌培養基添加物的研究未見報道。
【發明內容】
[0006]本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。
[0007]鑒于上述和/或現有添加表面活性劑的培養基及其應用中存在的問題，提出了本發明。
[0008]因此，本發明的一個目的是提供添加表面活性劑的培養基，以改變微生物的生理學性質。
[0009]為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案:一種添加表面活性劑的培養基，以甘油或葡萄糖為主要碳源，濃度為10~120g/L;以酵母提取物和/或谷氨酸鈉為主要氮源，濃度為5~50g/L ;無機鹽組分包括Na2S04、KH2P04、K2HP04、K2S04、MgSO4.7Η20 ;維生素VBp VB6、VB12 ;添加吐溫20、吐溫40、吐溫60和吐溫80中的一種或幾種。[0010]作為本發明所述添加表面活性劑的培養基的一種優選方案，其中:所述吐溫20添加量體積含量為0.01~2% ；吐溫40添加量體積含量為0.01~2% ；吐溫60添加量體積含量為0.01~2% ;吐溫80添加量體積含量為0.01~2% ;混合組分添加量體積總量為0.01~2%。
[0011]作為本發明所述添加表面活性劑的培養基的一種優選方案，其中:所述甘油或葡萄糖的濃度為30~100g/L。
[0012]作為本發明所述添加表面活性劑的培養基的一種優選方案，其中:所述酵母提取物和/或谷氨酸鈉的優化濃度為10~25g/L。
[0013]作為本發明所述添加表面活性劑的培養基的一種優選方案，其中:所述無機鹽中Na2SO4的濃度為7~15g/L ；KH2PO4的濃度為O~3g/L ；Κ2ΗΡ04的優化濃度為O~2g/L ；MgSO4.7H20的濃度為2~4g/L ；K2S04的濃度為0.5~2g/L。
[0014]作為本發明所述添加表面活性劑的培養基的一種優選方案，其中:所述維生素中VB1的濃度為0.005~0.02g/L ；VB6的濃度為0.001~0.005g/L ；VB12的濃度為0.005~
0.02g/L。
[0015]本發明的另一 個目的是提供了添加表面活性劑的培養基在裂殖壺菌發酵中的應用，通過在裂殖壺菌發酵生產時添加適當濃度的表面活性劑，達到了提高藻油生產效率和DHA產量的目的。
[0016]作為本發明所述添加表面活性劑的培養基在裂殖壺菌發酵中的應用的一種優選方案，其中:所述裂殖壺菌為裂殖壺菌(Schizochytrium sp.) SR21, ATCC No:1381。
[0017]作為本發明所述添加表面活性劑的培養基在裂殖壺菌發酵中的應用的一種優選方案，其中:所述裂殖壺菌以5~10%的接種量接入所述培養基中。
[0018]作為本發明所述添加表面活性劑的培養基在裂殖壺菌發酵中的應用的一種優選方案，其中:所述裂殖壺菌的發酵培養溫度為20~30°C，pH值為4~8，轉速為180~220rpm，振蕩培養時間為4~6天。
[0019]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0020](I)本發明通過在培養基中添加適宜濃度的表面活化劑，來改變微生物細胞膜滲透性、增強底物與氧氣傳質、促進生長；
[0021](2)本發明所述表面活化劑分別為吐溫20、吐溫40、吐溫60或吐溫80，它們單獨添加或混合添加均能顯著提高裂殖壺菌的油脂和DHA產量；
[0022](3)采用本發明所述技術方案，可以提高底物的轉化率，且不需要額外的人工或設備投入，從而有效降低裂殖壺菌的發酵成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1表明本發明中吐溫20添加量對裂殖壺菌生物量的影響示意圖；
[0024]圖2表明本發明中吐溫種類對裂殖壺菌生物量的影響示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合具體實施例對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。[0026]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0027]其次，此處所稱的“ 一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發明至少一個實現方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
[0028]以下實施例中所用菌種為:裂殖壺菌(Schizochytrium sp.)SR21,ATCC No:1381。
[0029]實施例1:吐溫20添加量對裂殖壺菌發酵的影響
[0030]裂殖壺菌種子培養基:甘油30g/L、酵母膏5g/L、谷氨酸鈉5g/L、Na2S0415g/L、KH2P043g/L、K2HP042g/L、MgS04 *7H203g/L,K2SO4IgZL^VB10.005g/L、VB60.002g/L、VB120.005g/L0
[0031]裂殖壺菌發酵培養基:甘油100g/L、酵母膏10g/L、谷氨酸鈉15g/L、Na2S0415g/L、KH2P043g/L、K2HP042g/L、MgS04 *7H203g/L,K2SO4IgZL^VB10.008g/L、VB60.002g/L、VB120.008g/L0
[0032]然后在裂殖壺菌發酵培養基中加入吐溫20，添加量分別0.1%、0.5%和1.0%(V/V)。以不添加吐溫作為對照。
[0033]種子培養兩代，每代在裝液量50mL/250mL三角瓶中進行，接種量8% (V/V)，25°C、200rpm下搖床培養48h。第二代種子按8% (V/V)的接種量接入裝液量50mL/250mL三角瓶中，發酵條件為25°C、200rpm。
[0034]實驗結果如圖1、表1和表2所不:
[0035]表1吐溫20添加量對總脂與DHA含量及產量的影響
[0036]
【權利要求】
1.一種添加表面活性劑的培養基，其特征在于: 以甘油或葡萄糖為主要碳源，濃度為10~120g/L ； 以酵母提取物和/或谷氨酸鈉為主要氮源，濃度為5~50g/L ；
無機鹽組分包括 Na2S04、KH2PO4, K2HPO4, K2SO4, MgSO4.7H20 ；
維生素 VB1, VB6, VB12 ； 添加吐溫20、吐溫40、吐溫60和吐溫80中的一種或多種。
2.根據權利要求1所述的添加表面活性劑的培養基，其特征在于:所述吐溫20添加量體積含量為0.01~2% ;吐溫40添加量體積含量為0.01~2% ;吐溫60添加量體積含量為0.01~2% ;吐溫80添加量體積含量為0.01~2% ;混合組分添加量體積總量為0.01~2%。
3.根據權利要求1所述的添加表面活性劑的培養基，其特征在于:所述甘油或葡萄糖的濃度為30~100g/L。
4.根據權利要求1所述的添加表面活性劑的培養基，其特征在于:所述酵母提取物和/或谷氨酸鈉的優化濃度為10~25g/L。
5.根據權利要求1所述的添加表面活性劑的培養基，其特征在于:所述無機鹽中Na2SO4的濃度為7~15g/L ；KH2PO4的濃度為O~3g/L ；K2HPO4的優化濃度為O~2g/L ；MgS04.7Η20的濃度為2~4g/L ；K2SO4的濃度為0.5~2g/L。
6.根據權利要求1所述的添加表面活性劑的培養基，其特征在于:所述維生素中VBJA濃度為 0.005 ~0.02g/L ；VB6 的濃度為 0.001 ~0.005g/L ；VB12 的濃度為 0.005 ~0.02g/L0
7.—種添加表面活性劑的培養基在裂殖壺菌發酵中的應用。
8.根據權利要求7所述的添加表面活性劑的培養基在裂殖壺菌發酵中的應用，其特征在于:所述裂殖壺菌為裂殖壺菌(Schizochytrium sp.) SR21, ATCC No:1381。
9.根據權利要求7所述的添加表面活性劑的培養基在裂殖壺菌發酵中的應用，其特征在于:所述裂殖壺菌以5~10%的接種量接入所述培養基中。
10.根據權利要求7~9任一所述的添加表面活性劑的培養基在裂殖壺菌發酵中的應用，其特征在于:所述裂殖壺菌的發酵培養溫度為20~30°C，pH值為4~8，轉速為180~220rpm，振蕩培養時間為4~6天。
【文檔編號】C12P7/64GK103937844SQ201410120965
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】常明, 李婧, 劉睿杰, 王興國, 金青哲, 黃健花, 鄒孝強, 王小三, 劉元法 申請人:江南大學