专利名称：利用高压提高酵母菌海藻糖产量的方法
技术领域：
本发明属于一种获取高产量海藻糖的技术，特别涉及采用直接利用高压提高酵母菌海藻糖产量的生产技术。
背景技术：
海藻糖(Trehalose，α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside)是由2个呋喃环葡萄糖分子通过半缩醛羟基以α-1，1糖苷键结合的一种非还原性双糖，分子式为C12H22O11·2H2O。分子结构式为 自然界中常见的海藻糖为α，α-型，其它两种光学同分异构体α，β-型和β，β-型较为少见。自1853年由Wiggers氏从黑麦的麦角菌中获得以来，后来发现在自然界的动植物和微生物中广泛存在，尤其是酵母、霉菌等真菌。海藻糖是稳定性最好的天然双糖，不使斐林试剂还原变色，也不与氨基酸和蛋白质等发生美拉德反应，其最奇特的功能特性是它的非特异性保护功能。大量的研究证据表明，某些物种对外界恶劣环境所表现出的抗逆耐性均与其体内存在的海藻糖有关。海藻糖在食品加工、分子生物学、生物医药制剂、农业等方面，如抗干燥食品，各种工具酶、抗体、细胞器和生物试剂的保存，疫苗、激素、血液制品、载药脂质体和活菌制剂的保存及运输，抗旱、抗寒、耐盐等耐性强的农作物新品种的开发。都显示出其特异性的优越性。由此更加促进了海藻糖生产工艺的研究。
由于酵母细胞中海藻糖含量相对较高，且提取简单，因此目前研究较多的是从酵母中提取海藻糖，但其缺点是收率低、成本高。其原因是由于海藻糖属于胞内产物，合成受外界环境条件的影响较大，因此产量较低，商品化生产的发酵水平仅为0.4～0.6％，所以尚未实现工业化生产。因此提高该生产方法的产量、降低成本是其实现工业化生产的关键。
酵母海藻糖是酵母菌体在外部培养条件发生“恶劣”变化时生成的一种应激性代谢产物。利用这一特点，目前对酵母菌的刺激条件研究较多，希望通过加压的方法提高酵母海藻糖产量，实现工业化生产。但是采用高压刺激条件，处理酵母菌获得海藻糖的研究尚属空白。
发明内容
解决的问题针对上述问题，本发明解决了直接从酵母菌体中提取海藻糖生产收率低、成本高的问题。提供了一种工艺简单、利用高压作为菌体的外界刺激条件，较大幅度地提高酵母菌海藻糖产量的方法。
技术方案本发明研究了不同的压力、反应温度、处理时间和搅拌转速对于酵母菌体积累胞内海藻糖的影响；提出了提高酵母菌胞内海藻糖产量的生产技术，即以酵母菌为出发菌株，经扩大培养得到菌体培养液，而后利用高压反应容器，以高压作为刺激条件，提高酵母菌胞内海藻糖的产量。
具体方法如下●菌种培养将斜面酵母菌种转接到装有种子培养基的锥形瓶中，30℃恒温培养16h。
●扩大培养在锥形瓶或通风式发酵罐中加入预先灭菌的酵母培养基，按10％的接种量接入酵母种子培养液。然后置于温度为30℃的摇床上或发酵罐中，进行扩大培养，培养时间为16～24h。
●高压处理把扩大培养的酵母培养液置于高压反应容器内，然后施以高压刺激，同时进行搅拌，反应温度为30～35℃。以后所涉及的压力全部为罐压需要说明的是，施以高压刺激，罐压为0.1～1.0Mpa(本发明申请文件中，所涉及的压力数值全部为罐压值)；当达到所需压力后，恒压保持2～4h；在高压处理过程中，改变压力须匀速进行；进行搅拌时，酵母培养液的搅拌转速为50～300r/min。该方法提高酵母菌胞内海藻糖含量20～70％。
有益效果本发明探索了一种新的提高海藻糖产量的方法，即利用高压刺激条件，对酵母菌生产海藻糖进行了新的尝试；弥补了该项研究的空白；解决了目前利用酵母菌提取法生产海藻糖时，存在的产量过低问题。通过大幅度地提高酵母菌体胞内海藻糖产量，降低了生产成本。该方法工艺简单，较常压对照条件下胞内海藻糖含量提高了约为20～70％；为直接利用酵母生产海藻糖，提供了一种新生产工艺。
具体实施例方式
实施例1取斜面酵母菌种1～2环转接到装有种子培养基的锥形瓶中，30℃恒温培养16h。在发酵罐中加入预先灭菌的酵母培养基，按10％的接种量接入培养好的酵母种子培养液。然后置于温度为30℃，通风量1.5vvm的发酵罐中进行扩大培养16h。把扩大培养的酵母培养液置于高压反应釜中，然后升高压力至0.1MPa，恒压保持2h进行处理，搅拌转速为120r/min，反应温度为30℃。在高压处理过程中，改变压力须匀速进行。在此条件下，海藻糖产量比常压对照条件下提高了约为20％。
权利要求
1.利用高压提高酵母菌海藻糖产量的方法，其特征在于以酵母菌为出发菌株，经扩大培养得到培养液，将菌体培养液置于高压条件下，以高压作为刺激条件，提高酵母菌胞内海藻糖的产量；具体方法如下●种子培养取斜面酵母菌种转接到装有种子培养基的锥形瓶中，25～30℃恒温培养16h；●扩大培养在锥形瓶或通风发酵罐中加入预先灭菌的酵母培养基，按10％的接种量接入酵母种子培养液，然后置于温度为25～30℃的摇床上或发酵罐中，进行扩大培养，培养时间为16～24h；●高压处理把扩大培养的酵母培养液置于高压反应容器内，施以高压刺激，同时进行搅拌，反应温度为30～35℃。
2.按照权利要求1所述的利用高压提高酵母菌海藻糖产量的方法，其特征在于施以高压刺激，罐压为0.1～1.0Mpa；当达到所需压力后，恒压保持2～4h；在高压处理过程中，改变压力须匀速进行。
3.按照权利要求1所述的利用高压条件提高酵母菌海藻糖产量的方法，其特征在于高压处理时，搅拌转速为50～300r/min。
4.按照权利要求1～3所述的提高酵母菌海藻糖产量的方法，其特征在于该方法提高酵母菌胞内海藻糖产量可达到20～70％。
全文摘要
利用高压提高酵母菌海藻糖产量的方法，属于一种获取高产量海藻糖的生产技术。本发明解决了直接从培养酵母中提取海藻糖生产收率低、成本高的问题。其技术方案的核心是采用高压刺激条件。本发明具体方法是以酵母菌为出发菌株，经种子与扩大培养后，施以高压刺激，其罐压为0.1～1.0Mpa，当达到所需压力时，恒压保持2～4h，搅拌转速为50～300r/min，反应温度为30～35℃。该方法，工艺简单，可以大幅度地提高酵母菌体胞内海藻糖含量，降低生产成本。较常压对照条件下胞内海藻糖含量提高了20～70％。为利用酵母菌直接发酵生产海藻糖，实现工业化生产，提供了一种新生产工艺。
文档编号C12P19/00GK1480535SQ03130410
公开日2004年3月10日 申请日期2003年7月18日 优先权日2003年7月18日
发明者贾士儒, 范志华, 孙爱友, 乔长晟, 苏建宇 申请人:天津科技大学