一种控制菌丝体生长形态的方法技术

本发明专利技术涉及生物工程技术领域，尤其涉及一种控制菌丝体生长形态的方法，所述方法包括：在丝状真菌发酵过程的菌丝体生长阶段，向发酵液中添加法尼醇，并继续发酵以获得球状的丝状真菌菌丝体；其中，所述法尼醇添加的终浓度为150‑1000μM。所述方法能够高效便捷地控制丝状真菌发酵过程中的生长形态，提供丝状真菌的发酵产率，且该方法操作简单，普适性强，适宜在工业生产中放大。

Method for controlling mycelial growth form

The invention relates to the technical field of biological engineering, and particularly relates to a method for controlling the growth of mycelium morphology, the method includes: the growth stage in the fermentation process of filamentous fungi, adding farnesol to ferment liquid, and continue fermentation to obtain silk filamentous fungi spherical body; wherein, the final concentration of the Pennsylvania alcohol added 150 1000 M. The method can efficiently and conveniently control the growth form of filamentous fungi during fermentation, provide the fermentation yield of filamentous fungi, and the method is simple to operate and has wide applicability, and is suitable for amplification in industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种控制菌丝体生长形态的方法
本专利技术涉及生物工程
，尤其涉及一种控制菌丝体生长形态的方法。
技术介绍
丝状真菌在工业化生产中有着广泛的应用，产品涵盖了工业酶制剂(如淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶等)、有机酸、抗生素等。在产业化生产中，深层发酵的丝状真菌在通常情况下存在3种形态：团块状、絮状和球状。不同形态的丝状真菌会直接影响发酵体系中物性参数、基质传递等，所以生长形态对发酵产品的生成，发酵过程的控制至关重要。丝状真菌的生长形态对细胞代谢途径、产物积累及分离提取均有显著影响，因此如何控制丝状真菌的生长形态，最大化提高目标产物产量成工业生产研究的重点。团块状的菌体形态在发酵过程中接种量难于控制，且极大地限制了菌体内部的传氧、传质，产物产量明显偏低，而且在搅拌式发酵罐发酵过程中，会缠绕在搅拌器上或者附壁，最终导致不能得到目标产品，发酵失败；絮状菌体营养物质和氧气在其内部传输较为顺利，但其能增加发酵液黏度，流变性相对较差，降低物质、氧气在发酵液中的传递效率，同时还极易缠绕搅拌桨，使发酵产物产量、发酵罐性能降低；球状形态可以克服以上不足，改善发酵液的流变特性，有效提高传质、传氧性能，降低能耗，但若菌球过大，菌球内部传质、传氧将发生困难，影响产物积累，因此规则的、适宜大小的球状真菌则有利于酶制剂、有机酸等产品的生产。然而，生长形态发育作为丝状真菌生命体的一种本能表现形式，受到影响因素多且过程复杂，比如说菌种自身的影响、生长营养环境的影响、发酵操作条件的影响等等，最终使得丝状真菌的形态不能控制为理想的形态，或者菌球控制的重复性以及平行性不好。这就使得高效简便的形态控制技术显得尤其重要。在丝状真菌发酵过程中，不同代谢产物所适宜的形态不同，在不同形态下，代谢产物的积累差异明显，球状成为许多产品生产的首选形态，在固定化技术迅速发展的今天，控制菌体生长成为菌球的自固化技术得到了巨大的发展。环境是影响菌球形成的重要因素，不同环境条件下获得的菌球结构及大小各异。影响菌球形成及特性的因素一般有pH、接种孢子、培养基成分、搅拌转速等，通过对这些因素的调控可以获得产物积累的最佳形态。LiuY,LiaoW,ChenSL.“StudyofpelletformationoffilamentousfungiRhizopusoryzaeusingamultiplelogisticregressionmodel.”BiotechnolBioeng,2008,99(1):117-128.中报道了：综合考察了孢子浓度、葡萄糖、尿素、磷酸盐、金属离子的浓度、发酵体系pH、通风搅拌对丝状真菌生长形态的影响，pH和接种量是影响丝状真菌形态的主要原因，通过降低抱子浓度，严格调控范围，有效将丝状真菌控制为球状。该技术方案的策略是：通过改变微生物生长环境，抑制微生物的生长，最终达到控制菌球形态的目的。其缺点在于，对pH的调节要求很高，常常要求将酸度调整精确到小数点后两位，这使得难以在工业生产中放大。另外，一些产品的特性要求一定的酸度范围，也使该技术方案的应用受到限制。DriouchH,SommerB,WittmannC.“MorphologyengineeringofAspergillusnigerforimprovedenzymeproduction.”BiotechnolBioeng,2010,105(6):1058-1068.中报道了：利用微粒子在流场中与生产菌株的作用可以作为形态控制的有效策略。在利用黑曲霉产酶的时候，在发酵体系中加入二氧化硅等微粒子，有效将微生物体系的形态控制为丝状，达到了高产的目的。其技术方案的前提是，该类型的菌种由于自身的生长特性，不因为环境的改变而能很好的形成菌球。在不同的发酵体系中，进行有机酸及某些酶制剂等产品的发酵生产时，球状是最佳的生产形态，添加微粒子的技术路线并不能有效地将丝状真菌控制为菌球形态。综上所述，现有技术工艺条件苛刻，操作方法繁复，不能解决有效控制丝状真菌发酵形态的问题。因此，设计高效便捷的技术方案以控制丝状真菌发酵生长形态，成为必然需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种控制菌丝体生长状态的方法，所述方法能够高效便捷地控制丝状真菌发酵过程中的生长形态，且该方法操作简单，普适性强，适宜在工业生产中放大。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种控制菌丝体生长形态的方法，所述方法包括：在丝状真菌发酵过程的菌丝体生长阶段，向发酵液中添加法尼醇，并继续发酵以获得球状的丝状真菌菌丝体；其中，所述法尼醇添加的终浓度为150-1000μM。所述法尼醇添加的终浓度为150μM、160μM、170μM、180μM、190μM、200μM、210μM、220μM、230μM、240μM、250μM、260μM、270μM、280μM、290μM、300μM、310μM、320μM、330μM、340μM、350μM、360μM、370μM、380μM、390μM、400μM、430μM、450μM、480μM、500μM、530μM、550μM、580μM、600μM、630μM、650μM、680μM、700μM、730μM、750μM、780μM、800μM、830μM、850μM、880μM、900μM、930μM、950μM、980μM或1000μM、。本专利技术中，法尼醇作为真菌群体感应系统中研究最广泛的群体感应分子，它能有效改变白色念珠菌的菌体形态，抑制其从酵母形态向菌丝形态的转变，因此，将适当浓度的法尼醇作为外源添加物补充到发酵培养基中可以有效控制丝状真菌菌体形态。本专利技术中，将特定浓度的法尼醇溶液加入到丝状真菌发酵培养基中，将丝状真菌菌丝体形态控制为球状。优选地，所述法尼醇添加的终浓度180-800μM，优选为200-600μM。优选地，以法尼醇溶液的形式向发酵液中添加法尼醇，所述法尼醇溶液的配制溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或至少两种的混合，优选为乙醇或异丙醇。优选地，所述丝状真菌为曲霉属、根霉属、木霉属或栓菌属中的任意一种或至少两种的组合，优选为曲霉属、根霉属或木霉属中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述控制菌丝体生长形态的方法，具体包括如下步骤：(1)将预培养的种子培养液接种到发酵培养基中，进行发酵培养；(2)在所述发酵培养过程的菌丝体生长阶段，向发酵液中添加法尼醇溶液；(3)在菌丝体生长结束后收集菌体，观察菌丝体生长形态。优选地，所述步骤(1)中发酵培养基包括如下组分：碳源1-50g/L，氮源1-20g/L，KH2PO40.5-5g/L，MgSO4·7H2O0.1-2g/L，FeSO4·7H2O0.01-0.1g/L，CaCl2·2H2O0.01-0.1g/L。优选地，所述碳源为甘油、葡萄糖或蔗糖中的任意一种或至少两种的混合。优选地，所述氮源为大豆蛋白胨、尿素或(NH4)2SO4中的任意一种或至少两种的混合。优选地，所述种子培养液接种到发酵培养基，所述种子培养液按体积比的接种量为3-15％，例如可以是3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％，优选为4-12％，进一步优选为6-10％。优选地，所述发酵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制菌丝体生长形态的方法，其特征在于，所述方法包括：在丝状真菌发酵过程的菌丝体生长阶段，向发酵液中添加法尼醇，并继续发酵以获得球状的丝状真菌菌丝体；其中，所述法尼醇添加的终浓度为150‑1000μM。

【技术特征摘要】
1.一种控制菌丝体生长形态的方法，其特征在于，所述方法包括：在丝状真菌发酵过程的菌丝体生长阶段，向发酵液中添加法尼醇，并继续发酵以获得球状的丝状真菌菌丝体；其中，所述法尼醇添加的终浓度为150-1000μM。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述法尼醇添加的终浓度为180-800μM，优选为200-600μM。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以法尼醇溶液的形式向发酵液中添加法尼醇，所述法尼醇溶液的配制溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或至少两种的混合，优选为乙醇或异丙醇。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述丝状真菌为曲霉属、根霉属、木霉属或栓菌属中的任意一种或至少两种的组合，优选为曲霉属、根霉属或木霉属中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：(1)将预培养的种子培养液接种到发酵培养基中，进行发酵培养；(2)在所述发酵培养过程的菌丝体生长阶段，向发酵液中添加法尼醇溶液；(3)在菌丝体生长结束后收集菌体，观察菌丝体生长形态。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中发酵培养基包括如下组分：碳源1-50g/L，氮源1-20g/L，KH2PO40.5-5g/L，MgSO4·7H2O0.1-2g/L，FeSO4·7H2O0.01-0.1g/L，CaCl2·2H2O0.01-0.1g/L；优选地，所述碳源为甘油、葡萄糖或蔗糖中的任意一种或至少两种的混合；优选地，所述氮源为大豆蛋白胨、尿素或(NH4)2SO4中的任意一种或至少两种的混合；优...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春朝，王科峰，郭晨，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11