一种高效培养赤红球菌的方法及其应用技术

本发明专利技术属于生物医药及微生物培养技术领域，尤其涉及一种高效培养赤红球菌的方法及其应用。本发明专利技术所述高效培养赤红球菌的方法，包括将赤红球菌发酵菌株接种至发酵培养基，并采用气升式发酵罐进行发酵培养的步骤，通过对发酵培养基进行优化，并采用气升式发酵培养方式控制空气流量，建立了适应于赤红球菌菌株高产细胞菌体的培养工艺，大幅提升了赤红球菌菌体细胞的合成能力及细胞量且所收获的菌体细胞主要形态为长杆状细胞，更有利于菌体细胞的破碎，从而为下游赤红球菌提取物的规模化制备提供基础。供基础。供基础。

【技术实现步骤摘要】
一种高效培养赤红球菌的方法及其应用


[0001]本专利技术属于生物医药及微生物培养
，尤其涉及一种高效培养赤红球菌的方法及其应用。

技术介绍

[0002]红球菌属是一类革兰氏阳性菌，广泛分布于自然界的土壤、海底沉积物和食草动物中。目前，红球菌因其具有较好的生物降解、生物修复活性等功能，在石油污染的生物修复和污水处理的环境治理方面有及其重要的应用，在有机染料、农药降解及天然色素等领域也有潜在价值。从红球菌的应用范围来看，主要用于环境治理方面，随着研究深入，现已延伸到生物能源、医药健康等领域。如Risa等人开展红球菌对黄曲霉毒素的降解活性研究，发现有18种红球菌对黄曲霉的降解率达到了90％以上，表明红球菌在真菌毒素生物解毒效果显著；又如Kuyukina等阐述了红球菌中含多种海藻糖脂类化合物的结构，其中海藻糖单霉菌酸酯、海藻糖双霉菌酸酯具有较强的免疫调节和抗肿瘤活性，不同于分枝杆菌产生的衍生物，其细胞低毒性，更适合于临床应用，这些产物的发现有望从红球菌挖掘得到新颖生物活性分子。
[0003]赤红球菌作为红球菌中的一员，同样具有广泛的应用领域。如中国专利CN1519312A公开的赤红球菌产生生物乳化剂，明显促进烷烃及多环芳烃的降解，可用于含油废水的生物处理和石油污染的土壤的生物修复。又如中国专利CN103627653A公开了赤红球菌作为降解苯酚的专性菌，可高效去除苯酚，对于解决污水中高浓度酚类污染物有实用意义。又如中国专利CN106434466A公开的用于产天然红色素的赤红球菌，可大规模工业化发酵生产，有巨大的发展潜力。又如中国专利CN105820982A公开的赤红球菌微生物制剂具有修复农药污染土壤及防病促生效果显著，环境安全性好。
[0004]福建省微生物研究所从海南文昌八门湾红树表层底泥中分离筛选出的产红色素的菌株FIM
‑
12，经鉴定，分类属于赤红球菌(Rhodococcus ruber),其培养菌体细胞产量为3.5％，所制备的赤红球菌提取物具有毒性低、能显著提高免疫活性及抑瘤作用的功能(详见中国专利CN110184215A)，具有很好的潜在应用开发价值。福建省微生物研究所通过对其发酵工艺进行优化，其菌体产量可达4.48
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5.08％(详见中国专利CN110184216A)，同时诱变育种获得高产菌株Rhodococcus ruber FIM
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12
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23，培养该诱变菌株菌体细胞产量达到5.56％(详见中国专利CN110106118A)，为其工业化生产奠定了基础，但仍无法满足工业化生产的需求。
[0005]赤红球菌提取物系赤红球菌菌株经生物发酵、细胞破碎和溶媒处理后的提取物。目前，诸多技术人员尝试通过对菌株的驯化加强其工业利用度，或改善发酵条件增强菌株生物合成能力以提高赤红球菌提取物的产量，但效果并不理想。可见，寻找并解决赤红球菌大规模化生产的技术瓶颈，以实现赤红球菌的高效培养以及下游工艺的优化，对于赤红球菌提取物的广泛开发与推广具有积极的意义。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种高效培养赤红球菌菌体细胞的方法，以解决现有技术中赤红球菌菌体细胞培养量较低的问题；
[0007]本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供一种赤红球菌提取物的制备方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种高效培养赤红球菌的方法，包括将赤红球菌发酵菌株接种至发酵培养基，并采用气升式发酵罐进行发酵培养的步骤。
[0009]具体的，所述高效培养赤红球菌的方法，所述发酵培养步骤的条件包括：控制罐压0.04
±
0.02Mpa，通气量0.1
‑
0.5vvm，于30
‑
32℃进行发酵培养48
‑
72h。
[0010]具体的，所述高效培养赤红球菌的方法，所述发酵培养步骤的通气量控制包括：在发酵前期控制通气量0.1
‑
0.2vvm，当菌体浓度达到10
‑
11％时，提升通气量至0.2
‑
0.5vvm。
[0011]更优选的，所述发酵培养步骤的条件为：以10％的接种量进行接种，控制罐压0.03Mpa，发酵前期控制通气0.1vvm，随着合成菌体细胞增多，当菌体细胞浓度达到10％时，开始提高至0.3vvm。
[0012]具体的，所述高效培养赤红球菌的方法，所述发酵培养基包括如下质量含量的组分：糊精2.5
‑
4.5％、葡萄糖0.5
‑
1.0％、酵母提取物2.0
‑
3.5％、蛋白胨0.8
‑
1.5％、海盐0.6
‑
1.2％、DF103 0.05
‑
1.0％，调pH值7.0
‑
7.5。
[0013]优选的，所述发酵培养基包括如下质量含量的组分：糊精3.5％、葡萄糖0.8％、酵母提取物3.0％、蛋白胨1.0％、海盐0.9％、DF103 0.1％，调pH值7.2，自来水配制。
[0014]具体的，所述高效培养赤红球菌的方法，所述方法还包括将所述赤红球菌发酵菌株接种于种子培养基中进行种子液培养的步骤；
[0015]所述种子培养基包括如下质量含量的组分：葡萄糖0.5
‑
1.5％、酵母提取物1.0
‑
2.0％、海盐0.6
‑
1.2％、DF103 0.05
‑
1.0％，调pH值7.0
‑
7.5；
[0016]优选的，所述种子培养基包括如下质量含量的组分：葡萄糖1.0％、酵母提取物1.5％、海盐0.9％、DF103 0.1％，调pH值7.2，自来水配制。
[0017]优选的，所述种子液以2
‑
20％的接种量接种至所述发酵培养基中进行发酵培养。
[0018]具体的，所述高效培养赤红球菌的方法，所述种子液培养步骤包括摇瓶种子液培养及种子罐种子液培养步骤；
[0019]所述摇瓶种子液培养步骤条件包括：在无菌条件下用N.S洗下新鲜斜面上的菌苔，按0.1
‑
0.5％量接入所述种子培养基的摇瓶中，于27
‑
29℃、控制转速150
‑
200r/min培养32
‑
40h，得到摇瓶种子培养液；
[0020]优选的，所述摇瓶种子液的培养步骤为：在无菌条件下用N.S洗下新鲜斜面上的菌苔，按0.2％量接入种子培养基，28℃、180r/min培养36h得到摇瓶种子培养液；
[0021]所述种子罐种子液培养步骤条件包括：将培养好的摇瓶种子培养液以0.2
‑
1.0％的接种量接种到所述种子培养基的种子罐中，控制罐压0.02
‑
0.04Mpa、通气量0.8
‑
1vvm、控制转速150
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效培养赤红球菌的方法，其特征在于，包括将赤红球菌发酵菌株接种至发酵培养基，并采用气升式发酵罐进行发酵培养的步骤。2.根据权利要求1所述高效培养赤红球菌的方法，其特征在于，所述发酵培养步骤的条件包括：控制罐压0.04
±
0.02Mpa，通气量0.1
‑
0.5vvm，于30
‑
32℃进行发酵培养48
‑
72h。3.根据权利要求2所述高效培养赤红球菌的方法，其特征在于，所述发酵培养步骤的通气量控制包括：在发酵前期控制通气量0.1
‑
0.2vvm，当菌体浓度达到10
‑
11％时，提升通气量至0.2
‑
0.5vvm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述高效培养赤红球菌的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括如下质量含量的组分：糊精2.5
‑
4.5％、葡萄糖0.5
‑
1.0％、酵母提取物2.0
‑
3.5％、蛋白胨0.8
‑
1.5％、海盐0.6
‑
1.2％、DF103 0.05
‑
1.0％，调pH值7.0
‑
7.5。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述高效培养赤红球菌的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述赤红球菌发酵菌株接种于种子培养基中进行种子液培养的步骤；所述种子培养基包括如下质量含量的组分：葡萄糖0.5
‑
1.5％、酵母提取物1.0
‑
2.0％、海盐0.6
‑
1.2％、DF103 0.05
‑
1.0％，调pH值7.0
‑
7.5；优选的，所述种子液以2
‑
20％的接种量接种至所述发酵培养基中进行发酵培养。6.根据权利要求5所述高效培养赤红球菌的方法，其特征在于，所述种子液培养步骤包括摇瓶种子液培养及种子罐种子液培养步骤；所述摇瓶种子液培养步骤条件包括：在无菌条件下用N.S洗下新鲜斜面上的菌苔，按0.1
‑
0.5％量接入所述种子培养基的摇瓶中，于27
‑
29℃、控制转速150
‑
20...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祝兰，陈洲琴，连云阳，严凌斌，杨煌建，程贤，林仙菊，张琼秀，
申请(专利权)人：福建省微生物研究所，
类型：发明
国别省市：