一种提高棕色固氮菌生产褐藻胶的产量的方法

本发明涉及微生物发酵，特别是涉及一种提高棕色固氮菌生产褐藻胶的产量的方法。

背景技术：

1、褐藻胶(alginate)是一种广泛存在于褐藻中的多糖类碳水化合物，也是海藻细胞壁中的主要成分，占其干重的40％左右。褐藻胶是由β-d-甘露糖醛酸片段(m)和α-l-古罗糖醛酸片段(g)两种糖单元通过1,4糖苷键连接而成的天然酸性多糖。由于褐藻胶无毒，稳定性好，且具有良好的生物相容性等优点，因此广泛应用在食品、医药、化妆品和工业生产等领域。研究表明，褐藻胶的理化性质(黏度、溶胶/凝胶转变性质、吸水率等)和生物活性与褐藻胶的m/g比、糖醛酸残基的排列、分子量和乙酰化程度等密切相关。例如，富含m段的褐藻胶及其寡糖具有良好的抗氧化、免疫调节和抗老年痴呆等生物活性。因此制备结构新颖、聚合度和m/g比明确的褐藻胶，对于发现褐藻胶新的生物活性与作用方式具有重要意义。

2、众所周知，商业褐藻胶绝大多数都是从褐藻中提取的，不同地域、不同种属、不同生长季节，甚至不同部位提取的褐藻胶m/g比和分子量差异较大，难以保证稳定的褐藻胶特性。此外，直接从海带等褐藻中分离富含m的褐藻胶十分困难。微生物发酵产褐藻胶具有条件可控，不受时间和地域限制，且可定向改造修饰等优点，近年来受到广泛关注。棕色固氮菌属于革兰氏阴性菌，兼性需氧，能够将空气中的氮气转化成自身的氮源，来源广泛，且培养简单，不易染菌，因而最有可能成为褐藻胶的生产菌株。

3、目前，关于提高棕色固氮菌生产富含m褐藻胶的产量的鲜有报道，而现有的技术中，固氮菌合成m/g≥9的褐藻胶产量大概在2-6g/l，严重限制了固氮菌生产富含m的褐藻胶的应用。因此开发一种提高棕色固氮菌生产富含m褐藻胶的产量的方法具有广阔的前景。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种提高棕色固氮菌生产褐藻胶的产量的方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种提高棕色固氮菌生产褐藻胶的产量的方法，在棕色固氮菌培养过程中添加h2o2。

4、优选的是，所述褐藻胶为富含甘露糖醛酸的褐藻胶。

5、优选的是，所述培养过程具体为将棕色固氮菌种子液接入到发酵培养基发酵培养，12～36h后加入h2o2，使得发酵液中h2o2终浓度分别为1-6mmol/l，继续培养至48h，即可得到褐藻胶。

6、优选的是，所述棕色固氮菌种子液的接种量为发酵培养基体积的10％。

7、优选的是，所述发酵培养基的配方为：蔗糖20g、磷酸二氢钾0.2g、磷酸氢二钾1.2g、硫酸镁0.2g、硫酸钙0.1g、钼酸钠0.005g、酵母提取物0.5g和蒸馏水1l，ph为7.2±0.2。

8、优选的是，所述发酵培养的条件为：温度28℃，转速为230r/min。

9、本发明还提供所述方法发酵得到的褐藻胶。

10、优选的是，所述褐藻胶中甘露糖醛酸占比为91.95％，古罗糖醛酸占比为8.05％，m/g为11.42，乙酰基含量为6.61％，平均相对分子质量为195万da。

11、本发明还提供所述褐藻胶在制备抗氧化、免疫调节和/或抗老年痴呆的产品中的应用。

12、基于上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

13、本发明公开了一种提高棕色固氮菌生产富含甘露糖醛酸的褐藻胶产量的方法，采用本发明所述方法获得的褐藻胶甘露糖醛酸(m)占比由之前的84.54％提高至91.95％，古罗糖醛酸(g)占比从15.46％降低至8.05％，m/g从5.47提高至11.42，乙酰基含量为6.61％，分子量从210万da降至195万da，褐藻胶产量最高可达13.5g/l，极大地提高棕色固氮菌合成富含甘露糖醛酸的褐藻胶的潜力。

技术特征：

1.一种提高棕色固氮菌生产褐藻胶的产量的方法，其特征在于，在棕色固氮菌培养过程中添加h2o2。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述褐藻胶为富含甘露糖醛酸的褐藻胶。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述培养过程具体为将棕色固氮菌种子液接入到发酵培养基发酵培养，12～36h后加入h2o2，使得发酵液中h2o2终浓度分别为1-6mmol/l，继续培养至48h，即可得到褐藻胶。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述棕色固氮菌种子液的接种量以体积分数计为10％。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基的配方为：蔗糖20g、磷酸二氢钾0.2g、磷酸氢二钾1.2g、硫酸镁0.2g、硫酸钙0.1g、钼酸钠0.005g、酵母提取物0.5g和蒸馏水1l，ph为7.2±0.2。

6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述发酵培养的条件为：温度28℃，转速为230r/min。

7.如权利要求1-7任一项所述方法发酵得到的褐藻胶。

8.根据权利要求7所述的褐藻胶，其特征在于，所述褐藻胶中甘露糖醛酸占比为91.95％，古罗糖醛酸占比为8.05％，m/g为11.42，乙酰基含量为6.61％，平均相对分子质量为195万da。

9.如权利要求7或8所述褐藻胶在制备抗氧化、免疫调节和/或抗老年痴呆的产品中的应用。

技术总结
本发明公开了一种提高棕色固氮菌生产褐藻胶的产量的方法，属于微生物发酵技术领域。在棕色固氮菌培养过程中添加H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;。采用本发明所述方法获得的褐藻胶甘露糖醛酸(M)占比由之前的84.54％提高至91.95％，古罗糖醛酸(G)占比从15.46％降低至8.05％，M/G从5.47提高至11.42，乙酰基含量为6.61％，分子量从210万Da降至195万Da，褐藻胶产量最高可达13.5g/L，极大地提高棕色固氮菌合成富含甘露糖醛酸的褐藻胶的潜力。

技术研发人员：牟海津,杨朋,梁青平,唐璐莹
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31