一种利用循环式填充床反应器发酵产生灵芝多糖的方法，是将灵芝细胞固定在循环式填充床反应器细胞固定化载体上，通过循环管道，流通管和雾化喷雾头，使发酵液处于流动状态，对固定化细胞进行发酵，一轮发酵结束后，保留部分发酵液与新鲜培养液混合，进行循环发酵。细胞处于固定状态下，进行液体深层发酵，增加了发酵的细胞密度和耐受毒害能力，同时提高了细胞分泌物的产量和含量，而且固定化细胞可反复利用。输出的一部分发酵液不断用于产品开发；另一部分再与输入反应器的细胞培养液混合后再以恒定的速度输入反应器，不但可以连续化生产产品，而且提高了发酵液中产物的浓度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微生物发酵领域，具体地，涉及。
技术介绍
灵芝(Ganoderma lucidum(Leyss ex Fr. )Krast.)属于担子菌纲、多孑L菌科、灵芝属高等真菌。中华传统医学认为，灵芝味甘、性温、无毒、可补心、肝、肺、脾、肾五胀之气， 具滋补强壮、固本扶正之功效。现代医学研究也表明，灵芝的药理成分非常丰富，其中有效成份包括多糖类(即灵芝多糖)、三萜类(主要为灵芝酸类)、灵芝多肽、16种氨基酸(其中含有七种人体必需氨基酸)、蛋白质、留类、甘露醇、香豆精苷、生物碱、有机酸(主含延胡索酸)，以及微量元素Ge、P、Fe、Ca、Mn、Zn、等。灵芝对人体具有双向调节作用，所治病种，涉及心脑血管、消化、神经、内分泌、呼吸、运动等各个系统，尤其对肿瘤、肝脏病变、失眠以及衰老的防治作用十分显著。其主要有效成份为灵芝多糖、灵芝酸具有抗癌和抗艾滋病等疗效(Russell R, Paterson Μ. (2006)Ganoderma-A therapeutic fungal biofactory. PHytochemistry67 :1985-2001 ；Kun-Chieh Cheng,Hsuan-Cheng Huang,Jenn-Han Chen,et al. (2007)Ganoderma lucidum polysaccharides in human monocytic leukemia cells from geneexpression to network construction. BMC Genomics. 8 :411. ；El-MekkawyS, Meselhy MR,Nakamura N,TezukaY,HattoriM,Kakiuchi N,ShimotohnoK,Kawahata T, Otake T. (1998)Anti-HIVl and anti-HIV-I-protease substances fromGanoderma lucidum. PHytochemistry 49 :1651-1657)。在灵芝多糖的药用价值被广泛揭示的同时，灵芝产量和质量成为限制其应用的瓶颈。目前主要利用发酵方法产生灵芝多糖和灵芝酸等有效成份的方法，主要采用液体深层发酵。如公开号为CN1264743A(专利技术名称液体发酵法同时生产灵芝多糖和灵芝酸的工艺)、CN1375557A (专利技术名称生物反应器中灵芝细胞两阶段培养生产灵芝酸的方法)、授权公告号为CN1141392C (专利技术名称中间补料发酵生产灵芝多糖和灵芝酸的方法)、公开号为101235393A(专利技术名称促进灵芝酸和灵芝多糖生物合成的发酵方法)等专利文献公开了一系列通过液体深层发酵产生灵芝多糖和灵芝酸的方法。但液体深层发酵是采用游离细胞生产灵芝糖和灵芝酸，细胞密度低，产物含量和产量低，这正是灵芝多糖和灵芝酸生产行业的瓶颈。为了解决上述问题，本专利技术人设计了一种新型循环式填充床反应器，细胞在发酵罐内处于固定状态，提高细胞密度和耐受毒害能力，同时提高了细胞分泌物的产量和含量， 而且可多次重复发酵，直到发酵液中目的产物达到理想含量，发酵液处于循环状态，使发酵液能充分而均勻的与新鲜空气接触，提高整体溶氧效果，从而提高发酵液中产生的灵芝多糖的含量。本专利技术将就利用这种循环式填充床反应器进行发酵产生灵芝多糖的方法进行描述。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用新型循环式填充床反应器进行灵芝发酵产生灵芝多糖的方法，极大的提高灵芝多糖产物的产量和含量。本专利技术是通过如下技术方案实现的本专利技术所用循环式填充床反应器包括发酵罐、循环系统及通过通气管道与所述发酵罐连通的通气系统，所述发酵罐包括上管道接口和下管道接口，所述酵罐内侧安装有流通管，所述流通管上安装有雾化喷雾头，所述循环系统包括管道装置和细胞固定化装置，所述管道装置包括发酵罐外的循环管道及安装于所述循环管道上的循环液泵，所述循环管道上端与所述发酵罐之上管道接口连通，下端与所述发酵罐之下管道接口连通，所述循环管道还包括成品液管道及补充液管道，所述成品液管道一端与所述循环管道连通，另一端为成品液出口，所述成品液管道与所述循环管道的连接处设有换向阀门，所述补充液管道一端与所述循环管道连通，另一端为补充液接口，所述补充液管道与所述循环管道的连接处设有换向阀门，所述细胞固定化装置位于发酵罐内， 包括一中轴，所述中轴上安装至少一层以中轴为中心呈辐射状朝向外的辐条，本专利技术利用所述循环式填充床反应器发酵产生灵芝多糖的方法包括如下步骤(1)菌液制备将灵芝细胞在液体培养基中发酵预培养至细胞干质量达到0. 6 1. 2mg/ml ；(2)细胞固定化载体和培养液制备取细胞固定化载体，洗净，按菌液体积与细胞固定化载体干质量的比例为6 12ml 1 1.5mg，将细胞固定化载体安装在循环式填充床反应器细胞固定化装置的辐条上，121°C灭菌45 60min ；同时灭菌配置好的培养液；(3)细胞固定化待循环式填充床反应器冷却到室温，控制发酵罐内腔温度为 26-280C，常压，和通气状态，将菌液从补充液接口导入循环管道，通过换向阀门控制菌液流向，使菌液经循环管道进入流通管，并通过雾化喷雾头向细胞固定化载体喷射，从而使细胞固定在细胞固定化载体上，菌液在发酵罐底部聚集，经下管道接口再次进入循环管道，开始下一轮循环；通过循环液泵控制菌液的流速，使每个雾化喷雾头的喷射速率为8 iaiil/ min ；本步骤(3)进行8 12小时；(4)第一次发酵培养控制发酵罐内腔温度为^_28°C，常压，和通气状态，将灭菌的培养液从补充液接口导入循环管道，通过换向阀门控制培养液流向，使培养液经循环管道进入流通管，并通过雾化喷雾头向细胞固定化载体喷射，从而使固定在细胞固定化载体上的细胞发酵，培养液在发酵罐底部聚集，经下管道接口再次进入循环管道，进入下一轮循环，通过循环液泵控制培养液的流速，使每个雾化喷雾头的喷射速率为8 12ml/min ；(5)收集成品上述步骤(4)之发酵过程进行8 12小时后，通过换向阀门控制发酵液从成品液管道流出收集，收集发酵液体积的60-80%作为成品储存；(6)循环发酵补充与步骤( 中所收集成品液等体积的新鲜培养液，与剩余的发酵液混合，再重复上述步骤(4)和步骤(5)；(7)重复上述步骤(4)、步骤( 和步骤(6)，整个发酵过程持续18-25天。，步骤(1)所用灵芝为紫芝 (Ganoderma Sinense)YTZ9kl CGMCC No. 0742。，步骤(1)所述细胞干质量达到 0. 7 1. Omg/ml。，所述多孔介质细胞固定化载体选自但不限于玉米芯、人造海绵和丝瓜瓤。，步骤( 所述菌液体积与细胞固定化载体干质量的比例为8 IOml 1 1. 5mg。，步骤C3)所述喷雾头的喷射速率为9 llml/min。，步骤(4)所述发酵液体积为发酵罐体积的40% -80%。本专利技术的有益效果为(1)细胞处于固定状态下，进行液体深层发酵，增加了发酵的细胞密度和耐受毒害能力，同时提高了细胞分泌物的产量和含量，而且固定化细胞可反复利用。(2)输出的一部分发酵液不断用于产品开发；另一部分再与输入反应器的细胞培养液混合后再以恒定的速本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用循环式填充床反应器发酵产生灵芝多糖的方法，所述循环式填充床反应器包括发酵罐、循环系统及通过通气管道与所述发酵罐连通的通气系统，所述发酵罐包括上管道接口和下管道接口，所述酵罐内侧安装有流通管，所述流通管上安装有雾化喷雾头，所述循环系统包括管道装置和细胞固定化装置，所述管道装置包括发酵罐外的循环管道及安装于所述循环管道上的循环液泵，所述循环管道上端与所述发酵罐之上管道接口连通，下端与所述发酵罐之下管道接口连通，所述循环管道还包括成品液管道及补充液管道，所述成品液管道一端与所述循环管道连通，另一端为成品液出口，所述成品液管道与所述循环管道的连接处设有换向阀门，所述补充液管道一端与所述循环管道连通，另一端为补充液接口，所述补充液管道与所述循环管道的连接处设有换向阀门，所述细胞固定化装置位于发酵罐内，包括一中轴，所述中轴上安装至少一层以中轴为中心呈辐射状朝向外的辐条，其特征在于：所述方法包括以下步骤： （１）菌液制备：将灵芝细胞在液体培养基中发酵预培养至细胞干质量达到０．６～１．２ｍｇ／ｍｌ； （２）细胞固定化载体和培养液制备：取细胞固定化载体，洗净，按菌液体积与细胞固定化载体干质量的比例为６～１２ｍｌ∶１～１．５ｍｇ，将细胞固定化载体安装在循环式填充床反应器细胞固定化装置的辐条上，１２１℃灭菌４５～６０ｍｉｎ；同时灭菌配置好的培养液； （３）细胞固定化：待循环式填充床反应器冷却到室温，控制发酵罐内腔温度为２６－２８℃，常压，和通气状态，将菌液从补充液接口导入循环管道，通过换向阀门控制菌液流向，使菌液经循环管道进入流通管，并通过雾化喷雾头向细胞固定化载体喷射，从而使细胞固定在细胞固定化载体上，菌液在发酵罐底部聚集，经下管道接口再次进入循环管道，开始下一轮循环；通过循环液泵控制菌液的流速，使每个雾化喷雾头的喷射速率为８～１２ｍｌ／ｍｉｎ；本步骤（３）进行８～１２小时； （４）第一次发酵培养：控制发酵罐内腔温度为２６－２８℃，常压，和通气状态，将灭菌的培养液从补充液接口导入循环管道，通过换向阀门控制培养液流向，使培养液经循环管道进入流通管，并通过雾化喷雾头向细胞固定化载体喷射，从而使固定在细胞固定化载体上的细胞发酵，培养液在发酵罐底部聚集，经下管道接口再次进入循环管道，进入下一轮循环，通过循环液泵控制培养液的流速，使每个雾化喷雾头的喷射速率为８～１２ｍｌ／ｍｉｎ； （５）收集成品：上述步骤（４）之发酵过程进行８～１２...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋秋兰，
申请(专利权)人：宋秋兰，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]
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