一种用于生产S‑诱抗素的发酵培养基的制作方法

文档序号:11626189阅读:235来源:国知局
本发明涉及植物生长调节剂领域,具体涉及一种用于生产s-诱抗素的发酵培养基。
背景技术
:s-诱抗素原名天然脱落酸,是所有绿色植物均含有的纯天然产物,对光敏感,属强光分解化合物。同时脱落酸也是一种重要的植物激素。它在植物的生长发育中起多方面的作用,在农业上也有广阔的应用前景。使用低浓度的脱落酸浸种可以促进种子的发芽;使用高浓度的脱落酸浸种则可抑制种子发芽,在种子储藏等方面有广泛的应用;同时脱落酸还能增强作物的抗寒性、抗旱性及耐盐性。因此,脱落酸在植物生长方面起到了至关重要的作用。目前,s-诱抗素的制备方法有三种。一种为从植物体中直接提取,尽管其在植物中广泛分布,但其含量非常低,据报道,从200kg棉桃中才提取到9mg的s-诱抗素晶体,因此难以使用直接提取法获得;一种为使用化学合成法制备s-诱抗素,所合成的外消旋型s-诱抗素是天然型和非天然型诱抗素的混合物,不仅价格昂贵,而且合成的生理活性低;一种为微生物发酵生产脱落酸,该方法在发酵过程中流加肌醇解除葡萄糖阻遏的工艺来制备天然脱落酸,从而提高脱落酸的产量,但该方法虽然在一定程度上提高了脱落酸的发酵产量,但发酵工艺繁琐,发酵产生的副产物较多,对氧的利用不够成分,增加了成本,不适于大规模的生产。技术实现要素:有鉴于此,本发明提供一种用于生产s-诱抗素的发酵培养基,具有工艺流程简单、降低生产成本、提高s-诱抗素的产量等优点。为解决以上技术问题,本申请提供了一种用于生产s-诱抗素的发酵培养基,其有效成分按重量百分比计包括:碳源10%-20%、有机氮源3%-16%、无机磷酸盐0.5%-4%、多元醇0.1%-2%;所述碳源选自蔗糖、葡萄糖、淀粉、乳酸或甘露醇中的一种或多种;所述有机氮源选自玉米粉、大豆蛋白、花生饼粉、棉籽饼粉、玉米浆、尿素或甘酪素中的一种或多种;所述多元醇选自二元醇或三元醇中的一种或多种。优选的,所述有效成分按重量百分比计包括:碳源15%-20%;有机氮源8%-16%;无机磷酸盐2%-4%。优选的,所述有效成分按重量百分比计包括:碳源15%-18%;有机氮源8%-12%;无机磷酸盐2%-3%。优选的,所述碳源选自蔗糖、淀粉或葡萄糖中的一种或多种;所述有机氮源选自玉米粉、尿素、干酪素、花生饼粉或大豆蛋白中的一种或多种;所述多元醇选自聚丙二醇、聚碳酸酯二元醇、聚醚二元醇、甘油或三羟基甲基丙烷中的一种或多种。优选的,所述碳源选自蔗糖或葡萄糖;所述有机氮源选自玉米粉、花生饼粉、尿素或大豆蛋白;所述多元醇选自甘油、聚丙二醇或三羟基甲基丙烷中的一种或多种。优选的,所述发酵培养基有效成分还包括按重量百分比计的天然油脂1%-2%;所述天然油脂选自色拉油、菜籽油、花生油、棉籽油或棕榈仁油中的一种或多种。优选的,所述天然油脂选自色拉油、花生油或菜籽油中的一种或多种。优选的,所述发酵培养基还包括硫元素,所述发酵培养基有效成分还包括按重量百分比计的硫元素1%-2%。优选的,所述发酵培养基中还包括微量元素。优选的,所述微量元素选自铁元素、锌元素、锰元素、铜元素、溴元素、碘元素、硅元素、钴元素、硼元素、砷元素或钼元素中的一种或多种。优选的,所述微量元素为锰元素、铁元素、锌元素、钴元素、钼元素、砷元素或硼元素中的一种或多种。优选的,所述发酵培养基的ph值在4.0-7.0范围内。优选的,所述发酵培养基的ph值在4.0-6.0范围内。首先,发酵培养基中有机氮源选自玉米粉、大豆蛋白或花生饼粉,是因为,这3种营养物质中含有较多的生物素等营养组分,可以有效的提高s-诱抗素的产量。其次,s-诱抗素为真菌的次级代谢产物,向培养基中加入碳源,如淀粉、蔗糖或葡萄糖等,可以促进真菌的代谢,从而可以促进其的生长。最后,在发酵培养基中加入天然油脂,如色拉油、菜籽油、花生油、棉籽油或棕榈仁油等,可以不同程度地促进菌体产油和产酶。本发明特别优选下述方法和条件:将菌种灰葡萄孢霉菌活化后在种子培养基中培养,得到种子培养液。将种子培养液移入发酵培养基中培养,其中发酵培养基的有效成分为:大豆蛋白、蔗糖与葡萄糖以1:1的质量混合、磷酸二氢钾、硫酸镁、甘油、丙酸钙、乙酸钠以及硫酸锰,上述有效成分的含量比例为3.6:10:0.6:0.6:2:0.5:0.5:0.01。其中种子培养液在发酵培养基中培养的时间为18天,培养温度为26.5℃。本发明所用的试剂以及原料均市售所得。本发明取得的积极成果为:所得的s-诱抗素发酵周期较短为18天,较现有技术发酵时间提高了80%;同时s-诱抗素的产量也提高到8000ppm,较现有技术提高了106%。至此,采用该方法制备的发酵培养基用于生产s-诱抗素可以达到工艺流程简单、制备成本低廉、制备出的s-诱抗素具有较强生理活性等特点。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。脱落酸对植物的抗旱性:水分亏缺时,植物体内脱落酸的积累与抗旱能力的增强呈显著正相关。脱落酸具有促使气孔关闭与阻止气孔开放,降低水分蒸腾,提高叶片水势,减轻水分亏缺程度的生理效应。脱落酸对植物的抗冻性:对幼苗叶面喷施一定浓度的脱落酸,可降低植株体内的相对电导率和丙二醛含量,延缓叶绿素的降解,增加脯氨酸的积累,减少叶片萎蔫面积和死亡率,有效降低冷害指数,提高幼苗的抗冷性。脱落酸对高温的抵抗能力:高温胁迫对植物某些生理指标会产生影响,在高温(43±0.50℃)胁迫下,植物叶片中的超氧化物歧化酶活性明显降低,丙二醛含量明显增加,可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸、抗坏血酸及还原型谷胱甘肽含量都明显降低。外源脱落酸能有效减缓高温胁迫对植物叶片中有关生理生化指标的影响,从而有效提高植物抗高温伤害的能力。然而,常规方法制备得到的脱落酸具有生理活性低、工艺繁琐、生产成本较低等缺点。所以需要一种可行的方法用来制备脱落酸。本申请具体实施方式采用制备方法来制备,一种用于生产s-诱抗素的发酵培养基其有效成分按重量百分比计包括:碳源10%-20%、有机氮源3%-16%、无机磷酸盐0.5%-4%、多元醇0.1%-2%;所述碳源选自蔗糖、葡萄糖、淀粉、乳酸或甘露醇中的一种或多种;所述有机氮源选自玉米粉、大豆蛋白、花生饼粉、棉籽饼粉、玉米浆、尿素或甘酪素中的一种或多种;所述多元醇选自二元醇或三元醇中的一种或多种。其中,优选的有效成分按重量百分比计包括:碳源15%-20%;有机氮源8%-16%;无机磷酸盐2%-4%。更优选的有效成分按重量百分比计包括:碳源15%-18%,有机氮源8%-12%,无机磷酸盐2%-3%。其中,所述碳源选自蔗糖、淀粉或葡萄糖中的一种或多种;所述有机氮源选自玉米粉、尿素、干酪素、花生饼粉或大豆蛋白中的一种或多种;所述多元醇选自聚丙二醇、聚碳酸酯二元醇、聚醚二元醇、甘油或三羟基甲基丙烷中的一种或多种,更优选的多元醇选自甘油、聚丙二醇或三羟基甲基丙烷中的一种或多种。在培养基中加入碳源有利于菌种积累代谢产物;加入有机氮源可以增加s-诱抗素的产量;加入多元醇具有保湿补水的作用。一种用于生产s-诱抗素的发酵培养基中还包括微量元素、天然油脂或硫元素中的一种或多种;其按重量百分比计包括:微量元素0.05%-1%,天然油脂1%-2%,硫元素1%-2%,其中,优选的所述微量元素选自铁元素、锌元素、锰元素、铜元素、溴元素、碘元素、硅元素、钴元素、硼元素、砷元素或钼元素中的一种或多种,更优选的所述微量元素选自锰元素、铁元素、锌元素、钴元素、钼元素、砷元素或硼元素中的一种或多种;优选的所述天然油脂选自色拉油、菜籽油、花生油、棉籽油或棕榈仁油中的一种或多种,更优选的所述天然油脂选自色拉油、花生油或菜籽油中的一种或多种。在培养基中加入天然油脂的目的是其可以不同程度的促进菌体产酶及产油。一种用于生产s-诱抗素的发酵培养基,其培养基的ph在4.0-7.0的范围内,其中优选的发酵培养基的ph在4.0-6.0内。当发酵培养基中ph值低于4.0时自动补充碱性调节剂;ph值高于7.0时自动补充发酵培养基。ph在4.0-6.0的范围内发酵时间最短,所得到的s-诱抗素的活性较高。本发明还提供了一种生产s-诱抗素的方法,其特征在于,包括:将种子培养液接入到本发明的发酵培养基中培养即可。以下为本发明具体实施例,详细阐述本发明具体方案。实施例一:表1为实施例1发酵培养基的配方根据上述发酵培养基的配方生产s-诱抗素,发酵时间18天所得的诱抗素含量5780ppm。实施例二:表2为实施例2发酵培养基的配方原料名称比例(重量百分比)蔗糖20玉米粉15磷酸二氢钾0.6乙酸钠2七水硫酸镁0.6一水硫酸锰0.01丙酸钙0.01根据上述发酵培养基的配方生产s-诱抗素,发酵时间21天所得的诱抗素含量6510ppm。实施例三:培养基中的碳源为葡萄糖与蔗糖的混合物,其质量比为1:1。表3为实施例3发酵培养基的配方原料名称比例(重量百分比)葡萄糖、蔗糖10:10玉米粉15磷酸二氢钾0.6丙酸钙1七水硫酸镁0.6一水硫酸锰0.01乙酸钠0.6根据上述发酵培养基的配方生产s-诱抗素,发酵时间19天所得的诱抗素含量7864ppm。实施例四:表4为实施例4发酵培养基的配方原料名称比例(重量百分比)葡萄糖10大豆蛋白3.6磷酸二氢钾0.6丙酸钙0.01七水硫酸镁0.6一水硫酸锰0.01乙酸钠1根据上述发酵培养基的配方生产s-诱抗素,发酵时间18天所得的诱抗素含量6075ppm。实施例五:表5为实施例5发酵培养基的配方原料名称比例(重量百分比)蔗糖20大豆蛋白3.6磷酸二氢钾0.6丙酸钙0.5七水硫酸镁0.6一水硫酸锰0.01乙酸钠0.5根据上述发酵培养基的配方生产s-诱抗素,发酵时间22天所得的诱抗素含量7608ppm。实施例六:表6为实施例6发酵培养基的配方根据上述发酵培养基的配方生产s-诱抗素,发酵时间18天所得的s-诱抗素含量8264ppm。根据上述实施例可以得出,采用实施例六中所述发酵培养基的配方生产s-诱抗素,其发酵时间最短,且所得到s-诱抗素的产量最高。以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12
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