裂褶菌放大培养条件的研究

2008年第03期

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　裂褶菌放大培养条件的研究

黄　皓1

,贾士儒1

,郝利民2,3,3

,乔长晟1

,何锦风2

,郑文科

1

(11天津科技大学天津市工业微生物重点实验室,天津300457;

21总后勤部军需装备研究所,北京100010;31清华大学化学工程系,北京100084)

摘　要:以裂褶菌菌丝体和胞外多糖为目标产物,研究了裂褶菌从摇瓶、5L 发酵罐至50L 发酵罐的放大培养条件。根

据单位体积发酵液所消耗的通气功率相等和单位体积发酵液通风量相等的准则,进行了主要控制参数-搅拌转速的理论放大计算,确定了裂褶菌50L 发酵罐放大培养的理论搅拌转速为150r/m in,通风量为30L /m in;通过搅拌转速对菌体和胞外多糖产量影响的研究,确定了在发酵中后期采用阶梯式调整搅拌转速的发酵工艺,成功实现了由摇瓶至50L 发酵罐的裂褶菌放大培养,裂褶菌菌丝体和胞外多糖的产量分别由原来的13125g/L 和3114g/L 提高至放大后的17109g/L 和7174g/L 。

关键词:裂褶菌,裂褶多糖,深层培养,放大培养

Study on the sca le -up culture of Sch izophyllum comm une

HUANG Hao 1

,J I A Sh i 2ru 1

,HAO L i 2m i n

2,3,3

,Q I AO Chang -sheng 1,HE J i n -feng 2,ZHENG W en -ke

1

(11Tianjin University of Science &Technol ogy,Tianjin Key Laborat ory of I ndustryM icr obi ol ogy,Tianjin 300457,China;

21The Quarter master Equi pment I nstitute of G LD of P LA ,Beijing 100010,China;31Depart m ent of Che m ical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China )

Ab s trac t:O n the b a s is of m yc e lia l g row th a nd e xop o lys a c c ha ri d e p rod uc tion,the s tud y w a s foc us e d on the s c a l e -up c u ltu re of S c h izop hyllum c om m une from s ha ke fla s k,5L b io re a c to r to 50L b i o re a c to r 1A c c o rd ing to the s ta nd a rd of the s am e a g ita te d p ow e r a nd the s am e a e ra ti on ra te p e r un it vo l um e,

the p ri m a ry p a ram e te rs

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e s tirring sp e e d w e re am p li fi e d 1The i m p e lle r sp e e d a nd a e ra ti on ra te o

f 50L b i o re a c to r in th i s the o ry w e re d e te r m ine d a s 150r/m i n a nd 30L /m in,re sp e c ti ve ly 1The n th rou

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h the re s e a rc h tha t foc us e d on the e ffe c ts of

i m p e lle r sp e e d on m yc e lia l g row th a nd e xop o lys a c c ha rid e p rod uc tion b y S c h izop hyll um c om m une,the te c hn ic s tha t s tepw i s e i nc re a s e d i m p e ll e r sp e e d d u ri ng the m i d d l e -la te r fe r m e n ta tion p e ri od w a s d e c id e d,a nd the s ubm e rg e d c u ltu re of S c h izop hyllum c om m une ha d b e e n s c a le d up s uc c e s s fu ll y from s ha ke fla s k to 50L b io re a c to r 1The yi e l d of m yc e li um a nd p rod uc tion of e xop o lys a c c ha rid e w e re inc re a s e d from 13125g /L a nd 3114g /L to 17109g /L a nd 7174g /L re sp e c tive ly 1

Ke y wo rd s:S c h izop hyll um c om m une;s c h izop hylla n;s ubm e rg e d c u ltu re;s c a le -up c u ltu re

中图分类号:TS20113 文献标识码:A 文章编号:1002-0306(2008)03-0079-04收稿日期:2008-02-13　3通讯联系人

作者简介:黄皓(1982-),男,硕士研究生,研究方向:抗缺氧食品。

裂褶菌(S ch izophy llu m co mm une Fr 1)属于真菌门

(Eum ycota ),担子菌亚门(B asid io m ycotina ),层菌纲(Hy m eno m ycetes ),伞菌目(A ga rica les ),裂褶菌科(S ch izophy llaceae ),属食药两用菌。裂褶菌可以滋补强身、扶正固本,具有镇静和治疗神经衰弱、精神不

振、头昏耳鸣、虚汗的作用[1]

。裂褶菌及其深层培养

液中含有丰富的营养及功能性物质,李兆兰[2]

的研究结果表明,裂褶菌菌丝体及其发酵液中均含有丰富的免疫活性多糖、蛋白质、生物活性L -型氨基酸等;

郝利民[3]

等的研究结果表明,裂褶菌的发酵液中富含多种糖类、氨基酸、蛋白质、有机酸、酚性物和生物碱等成分,并具有显著的抗缺氧和抗疲劳效果。裂褶菌所分泌的同型葡聚糖-裂褶多糖为国内外研究的

热点,它既可作为高聚物添加剂应用到油田,以提高石油产量,也可制成防护薄膜,避免食物因氧化而变

质,还可用作肿瘤治疗的免疫药剂[4]

。裂褶菌生长相对缓慢、培养周期较长,深层培养过程中易染菌,放大过程是裂褶菌工业化生产过程中的关键环节,因此对裂褶菌的放大培养过程进行研究具有重要意义。在7L 发酵罐上进行的以搅拌转速、通风量和接

种量为实验因素的L 9(34

)正交实验中发现,各因素对裂褶菌胞外多糖产量影响的顺序为:搅拌转速>

通风量>接种量[5]

,其中搅拌转速为影响裂褶菌菌丝体产量的显著性因素。本文以裂褶菌菌丝体及其胞外多糖为目标产物,对其放大培养条件进行了探索性研究,重点研究了在50L 发酵罐培养过程中搅拌转速对裂褶菌菌丝体和胞外多糖产量的影响。

1　材料与方法

111　材料与设备