一种基于发酵废菌渣交互回用的ε-聚赖氨酸-纳他霉素协同生产方法技术

本发明专利技术公开了一种基于发酵废菌渣交互回用的ε

【技术实现步骤摘要】
一种基于发酵废菌渣交互回用的
ε
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聚赖氨酸
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纳他霉素协同生产方法


[0001]本专利技术涉及一种基于发酵废菌渣交互回用的ε
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聚赖氨酸
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纳他霉素协同生产方法，属于工业生物


技术介绍

[0002]现有微生物源防腐剂主要有纳他霉素、乳酸链球菌素、ε
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聚赖氨酸三种，为提高产品覆盖度，增强集成优势，较多生产厂家同时建设了以上3种生物防腐剂的生产线。这3种生物防腐剂中的两种(纳他霉素和ε
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聚赖氨酸)均由链霉菌属合成，其中纳他霉素是一种多烯大环内酯类抗真菌剂，其对霉菌、酵母生长的强烈抑制效果；ε
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聚赖氨酸是一种同型氨基酸阳离子聚合物，其对革兰氏阳性、阴性细菌、酵母、霉菌生长抑制作用显著。此两类物质均具有较高的安全性，被美国FDA认定为GRAS化合物，在我国也被卫计委批准在食品中作为防腐剂使用，具有较大的社会需求和经济价值。
[0003]纳他霉素主要由褐黄孢链霉菌经液态深层发酵合成，其产物不溶于水，离心后与菌体共存于沉淀中。沉淀常采用甲醇水溶液提取以获得纳他霉素溶液，后续经旋转蒸发、吸附等流程制得纯品。沉淀(发酵渣)在提取过产物后即弃去，无法得到进一步利用。ε
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聚赖氨酸主要由小白链霉菌经液态发酵合成，其产物水溶性强，存在于清液中，后续主要采用离子交换法进行提取，而其废菌体常常作为废弃物直接丢弃，造成浪费和环境污染。

技术实现思路

[0004]为对纳他霉素和ε
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聚赖氨酸生产中的废菌渣进行资源化高值利用，并进一步强化相应产物的发酵水平，本专利技术提供了一种基于发酵废菌渣交互回用的ε
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聚赖氨酸
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纳他霉素协同生产方法。本专利技术对ε
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聚赖氨酸发酵废菌渣进行提取，将提取液加入纳他霉素发酵中促进纳他霉素合成；纳他霉素发酵废菌渣同样经提取后，将提取液加入ε
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聚赖氨酸发酵中促进ε
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聚赖氨酸合成。
[0005]本课题组的前期研究发现，小白链霉菌菌体中存在促进纳他霉素合成的诱导物，反过来，褐黄孢链霉菌菌体中存在促进ε
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聚赖氨酸合成的诱导物。本专利技术基于上述发现，开发出一种基于发酵废菌渣交互回用的ε
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聚赖氨酸
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纳他霉素协同生产方法，即利用纳他霉素发酵废菌体提取诱导物，在ε
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聚赖氨酸发酵中添加以诱导ε
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聚赖氨酸大量合成；同时，将ε
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聚赖氨酸废菌体进行提取，其提取物添加到纳他霉素发酵中以诱导纳他霉素大量合成。本方法有助于将纳他霉素和ε
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聚赖氨酸的废菌体进行资源化利用，并具有促进两种产物合成的功效，在纳他霉素和ε
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聚赖氨酸工业化生产中具有重要的实践意义，尤其是在具备纳他霉素、乳酸链球菌素、ε
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聚赖氨酸3种生物防腐剂生产线的企业生产中具有较大的应用价值。
[0006]本专利技术基于发酵废菌渣交互回用的ε
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聚赖氨酸
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纳他霉素协同生产方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：纳他霉素发酵废菌渣的提取
[0008]将纳他霉素发酵液(取自纳他霉素分批发酵，约60
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70h；或补料分批发酵，约96
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120h)以3000
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4500rpm离心10
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15min，下层菌渣用去离子水以离心分离的方式洗涤3次，湿菌体称重，此后以终浓度75％乙醇水溶液浸泡过夜，并置于研钵中研磨，研磨液于3000
‑
4500rpm离心10
‑
15min，下方沉淀用去离子水洗涤1遍后用70％甲醇提取纳他霉素，上清液置于旋转蒸发仪中蒸馏回收溶剂，蒸馏浓缩液置于烘箱中60℃干燥，以1g湿菌渣对应3mL去离子水复溶提取物，制得纳他霉素发酵废菌渣提取液；
[0009]步骤2：添加纳他霉素废菌渣提取液的ε
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聚赖氨酸发酵
[0010]2a、ε
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聚赖氨酸发酵种子培养
[0011]将小白链霉菌IFO14147接种于固体贝塔纳培养基上，于28℃恒温培养箱中培养10天，直至长出灰色孢子；用接种环挑取2环孢子置于装液量60mL的500mLM3G培养基摇瓶中，于30℃恒温振荡培养箱中200rpm培养1天；
[0012]2b、ε
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聚赖氨酸发酵
[0013]5L发酵罐采用2组6平直叶涡轮搅拌桨，按M3G培养基配方配置液态培养基，发酵罐中液态培养基的装液量为3L，通气量为1vvm，转速设定为200
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800rpm，通过增加转速的方式将整个发酵过程的溶解氧控制在30％以上，当发酵液pH自由下降到4.0时，采用外源流加12.5％氨水调控发酵液pH为4.0；发酵罐灭菌采用离位灭菌形式，于121℃高温灭菌20min，待培养基冷却到30℃后，将2a获得的成熟发酵种子以8％的接种量接于液态培养基中进行发酵；在发酵24h时，外源一次性添加终浓度为44g的纳他霉素发酵湿废渣/L培养基的提取物，此后继续发酵；在发酵48h时，开始外源流加60％葡萄糖，以维持发酵罐中糖浓度范围为5
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15g/L，直至发酵结束。
[0014]步骤3：ε
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聚赖氨酸发酵废渣的提取
[0015]将ε
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聚赖氨酸发酵液(取自ε
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聚赖氨酸分批发酵，约42
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60h；或补料分批发酵，约168
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204h)以3000
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4500rpm离心10
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15min，下层菌渣用去离子水以离心分离的方式洗涤3次，湿菌体称重，此后以终浓度75％乙醇水溶液浸泡过夜，并置于研钵中研磨，研磨液于3000
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4500rpm离心10
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15min，上清液置于旋转蒸发仪中蒸馏回收溶剂，蒸馏浓缩液置于烘箱中60℃干燥，以1g湿菌渣对应3mL去离子水复溶提取物，制得ε
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聚赖氨酸发酵废菌渣提取液；
[0016]步骤4：添加ε
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聚赖氨酸发酵废菌渣提取液的纳他霉素发酵
[0017]4a、纳他霉素发酵种子培养
[0018]将褐黄孢链霉菌ATCC 13326接种于固体贝塔纳培养基上，于28℃恒温培养箱中培养10天，直至长出褐黄色孢子；用接种环挑取3环孢子置于装液量60mL的500mL液体种子培养基摇瓶中，于28℃恒温振荡培养箱中220rpm培养2天；
[0019]4b、纳他霉素发酵
[0020]5L发酵罐采用2组6平直叶涡轮搅拌桨，按纳他霉素发酵培养基配方配置液态培养基，发酵罐中液态培养基的装液量设定为3L，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于发酵废菌渣交互回用的ε
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聚赖氨酸
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纳他霉素协同生产方法，其特征在于：利用纳他霉素发酵废菌体提取诱导物，在ε
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聚赖氨酸发酵中添加以诱导ε
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聚赖氨酸大量合成；同时，将ε
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聚赖氨酸废菌体进行提取，其提取物添加到纳他霉素发酵中以诱导纳他霉素大量合成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：纳他霉素发酵废菌渣的提取将纳他霉素发酵液离心，下层菌渣用去离子水以离心分离的方式洗涤，湿菌体称重，此后以终浓度75％乙醇水溶液浸泡8
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12h，并置于研钵中研磨，研磨液离心，下方沉淀用去离子水洗涤后用70％甲醇提取纳他霉素，上清液置于旋转蒸发仪中蒸馏回收溶剂，蒸馏浓缩液置于烘箱中干燥，以1g湿菌渣对应3mL去离子水复溶提取物，制得纳他霉素发酵废菌渣提取液；步骤2：添加纳他霉素废菌渣提取液的ε
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聚赖氨酸发酵2a、ε
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聚赖氨酸发酵种子培养将小白链霉菌接种于固体贝塔纳培养基上，于28℃恒温培养箱中培养10天，直至长出灰色孢子；用接种环挑取2环孢子置于装液量60mL的500mLM3G培养基摇瓶中，于30℃恒温振荡培养箱中200rpm培养1天；2b、ε
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聚赖氨酸发酵5L发酵罐采用2组6平直叶涡轮搅拌桨，按M3G培养基配方配置液态培养基，发酵罐中液态培养基的装液量为3L，通气量为1vvm，转速设定为200
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800rpm，当发酵液pH自由下降到4.0时，采用外源流加12.5％氨水调控发酵液pH为4.0；发酵罐灭菌采用离位灭菌形式，于121℃高温灭菌20min，待培养基冷却到30℃后，将2a获得的成熟发酵种子以8％的接种量接于液态培养基中进行发酵；在发酵过程中，添加步骤1获得的纳他霉素发酵湿废渣提取液，继续发酵；在发酵48h时，开始外源流加60％葡萄糖，以维持发酵罐中糖浓度范围为5
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15g/L，直至发酵结束；步骤3：ε
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聚赖氨酸发酵废渣的提取将ε
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聚赖氨酸发酵液离心，下层菌渣用去离子水以离心分离的方式洗涤，湿菌体称重，此后...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾昕，李峰，曾化伟，信丙越，徐大勇，张标，李珊珊，
申请(专利权)人：淮北师范大学，
类型：发明
国别省市：