專利名稱：以玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)γ-亞麻酸的發(fā)酵工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用生物工程技術(shù)生產(chǎn)Y -亞麻酸的工藝，更具體的說是以玉 米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)Y -亞麻酸的發(fā)酵工藝。
背景技術(shù)：
Y-亞麻酸(Y-Linolenic acid, GLA)，化學(xué)名為6, 9， 12-十八碳三烯 酸，分子式為C18HTO02，是人體的一種必需脂肪酸。Y-亞麻酸是組成人體組織 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)材料，也是合成前列腺素和白三烯等生物活性物質(zhì)的前體物質(zhì)。 近年來的研究表明，Y-亞麻酸具有廣泛的生理功能和藥理作用，如促進(jìn)嬰 幼兒大腦和視力發(fā)育、增強(qiáng)胰島素作用、抗菌、抗HIV感染、抗腫瘤、抗炎、 抗氧化、抗血栓、抗粥樣硬化、降血脂、治療高血壓、抗衰老、美白等等。Y-亞麻酸現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域。Y-亞麻酸存在于人體 大多數(shù)組織中，但存在時(shí)間很短，且含量很少。人體必需從食物中獲取足夠的 Y-亞麻酸，否則將影響正常的生理功能，引發(fā)多種疾病。
目前，國內(nèi)外Y-亞麻酸的生產(chǎn)通常采用兩種方法 一是從富含Y-亞麻 酸的植物中提取(例月見草、琉璃苣等)，但因植物產(chǎn)量受地域、氣候等因素 的影響較大，這種生產(chǎn)方法有一定的局限性。另一種是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)， 由于這種生產(chǎn)方法不受原料和產(chǎn)地限制，且生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量高，成本低，是
當(dāng)今國際上生產(chǎn)GLA研究的熱點(diǎn)。
當(dāng)前，國內(nèi)外報(bào)道的微生物發(fā)酵生產(chǎn)Y-亞麻酸培養(yǎng)基質(zhì)主要是蔗糖或葡 萄糖，且生產(chǎn)效率較低， 一般為30%,導(dǎo)致最終成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于公開一種利用玉米加工產(chǎn)物——玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)Y-亞麻酸的發(fā)酵工藝，以降低Y-亞麻酸生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)率，同時(shí) 生產(chǎn)可作為高效有機(jī)肥、動(dòng)物伺料等的副產(chǎn)品。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
1. 高產(chǎn)菌種的獲取
將刺孢小克銀漢霉(學(xué)名Cunninghamella echinulata，中科院微生物研 究所國家微生物菌種保藏中心保藏，保藏號(hào)AS3.2473)分離孢子經(jīng)微波處理 后，再經(jīng)紫外線誘變，獲得高產(chǎn)菌株；該菌株在土豆培養(yǎng)基上初期為白色棉毛 狀，后逐漸變?yōu)榛尹S色，菌絲體發(fā)達(dá)多枝；和原始菌株相比，生長速度快，孢 子量多，發(fā)酵后菌粉產(chǎn)量可達(dá)30 39g/L;
2. Y-亞麻酸生產(chǎn)發(fā)酵工藝流程
① 菌種擴(kuò)繁制成孢子含量為1一2乂105個(gè)的孢子懸浮液；
② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿2 — 5%， MgS040.01-0.05%， KH2P040. 01 —0.05%,尿素 0.1—0.5%, VB10. 002%; PH6.0—6.5;培養(yǎng)溫度25—35°C，風(fēng)量1: 0. I — I 0.5V/V,罐壓O. 03—0.06，轉(zhuǎn)速120—180rPm，時(shí)間1_3天；獲得的菌液作 為液態(tài)種子；
③ 發(fā)酵培養(yǎng)按接種量5_10%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵，發(fā) 酵培養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿5_15%， MgSO在01-0. 05%, KH2P040. Ol—O. 05 %， CaCO,O. Ol—O. 03%,尿素O. 1 —0. 5%， VBI0. 002—0. 005%; PH6. 0—6.5, 培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間4一7天；
④ 菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，收集鮮菌體并干燥。 本發(fā)明的有益效果
l.與從植物中提取GLA相比，本發(fā)明具有原材料易得，工藝簡單，成本低 廉，且便于工廠化生產(chǎn)。與其它微生物發(fā)酵法生產(chǎn)GLA相比，本發(fā)明獲得的菌 株產(chǎn)率高，可達(dá)30-39%;2. 經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明獲得的干菌粉中除含有豐富的不飽和脂肪酸(主要是 GLA)外，還含有蛋白多糖、18種必需氨基酸、多種維生素(VBI、 VB2、 VB3、 VC、 VE等)、超氧化物歧化酶(SOD)等多種營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，其中油脂 含量為15_39%，脂肪酸中GLA含量為10_30%;
3. 研究表明，多糖可提高機(jī)體的免疫能力，且具有組織修復(fù)、抗炎、抗腫 瘤等作用；SOD是機(jī)體內(nèi)重要的氧自由基清除劑，可保護(hù)細(xì)胞免受損傷。綜合 以上兩種生物活性物質(zhì)的生理功能，本發(fā)明獲得的富含GLA的干菌粉對(duì)人體具 有重要的營養(yǎng)作用和藥理作用，可被廣泛用于醫(yī)藥、食品、保健品和化妝品領(lǐng) 域。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
① 菌種擴(kuò)繁將凍干管保存的菌株接種在土豆瓊脂斜面培養(yǎng)基上，30'C培 養(yǎng)4天，加入O. 1—0.2%的吐溫80溶液洗滌菌絲體，制成孢子含量為1X105
個(gè)的孢子懸浮液；
② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿(DE值20) 2%， MgS040.02%， KH2P040. 025%，尿素1 %， VB10. 002%; PH6. 0—6. 5;培養(yǎng)溫度30。C，風(fēng)量1: 0. 1V/V，罐壓0. 03， 轉(zhuǎn)速120rPm，時(shí)間2天；獲得的菌液作為液態(tài)種子；
③ 發(fā)酵培養(yǎng)按接種量5%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵培 養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿(DE值20) 5%， MgS040.02%， KH2P040. 025%， CaCO:,0.01%，尿素0.1%， VB10.002%; PH6.0;培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間 4天；
④ 菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，離心法收集鮮菌體，洗脫后干燥， 使其含水量不高于15%，之后冷藏備用；干菌粉油脂含量為27.4%，脂肪酸 中GLA含量為20. 7% 。實(shí)施例2
① 菌種擴(kuò)繁將凍干管保存的菌株接種在土豆瓊脂斜面培養(yǎng)基上，30。C培 養(yǎng)4天，加入0. 1—0. 2%的吐溫80溶液洗滌菌絲體，制成孢子含量為1. 5X 105個(gè)的孢子懸浮液；
② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿(DE值40) 3%， MgS040.03%， KH2P040. 03%，尿素0. 15 %， VB10.002%; PH6.0;培養(yǎng)溫度30'C，風(fēng)量1: 0.3V/V，罐壓0.05，轉(zhuǎn)速 160rPm，時(shí)間2天；獲得的菌液作為液態(tài)種子；
③ 發(fā)酵培養(yǎng)按接種量5%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵培 養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿(DE值40) 7%， MgS040.03%, KH2P040.03%， CaC030.02%，尿素O. 15%， VB10.002%; PH6. 0;培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間 5天；
④ 菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，離心法收集鮮菌體，洗脫后干燥， 使其含水量不高于15%，之后冷藏備用；干菌粉油脂含量為35.3%，脂肪"酸 中GLA含量為27.0%。
實(shí)施例3
① 菌種擴(kuò)繁將凍干管保存的菌株接種在土豆瓊脂斜面培養(yǎng)基上，30'C培 養(yǎng)5天，加入0. 1—0. 2%的吐溫80溶液洗滌菌絲體，制成孢子含量為1. 105個(gè)的孢子懸浮液；
② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿(DE值50) 3%， MgSO40. 03%， KH2P040. 03%,尿素0.5 %， VB10.002%; PH6.2;培養(yǎng)溫度30。C，風(fēng)量1: 0.5V/V，罐壓0.05，轉(zhuǎn)速 180rPm，時(shí)間3天；獲得的菌液作為液態(tài)種子；
③ 發(fā)酵培養(yǎng)按接種量10%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵 培養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿(DE值50) 9%， MgSO40. 03%， KH2PO40. 03%,CaCO30. 03%，尿素O. 5%， V,u0. 005%; PH6. 0;培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間 6天；
④菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，離心法收集鮮菌體，洗脫后干燥， 使其含水量不高于15%，之后冷藏備用；干菌粉油脂含量為37.3%,脂肪酸 中GLA含量為28. 5% 。
實(shí)施例4
① 菌種擴(kuò)繁將凍干管保存的菌株接種在土豆瓊脂斜面培養(yǎng)基上，30'C培 養(yǎng)5天，加入O. 1—0.2%的吐溫80溶液洗滌菌絲體，制成孢子含量為2X105 個(gè)的孢子懸浮液；
② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿(DE值70) 2%， MgS040.02%， KH2P040.02%,尿素0.2 %， VB10.002%; PH6.2;培養(yǎng)溫度30。C，風(fēng)量1: 0.5V/V,罐壓0.05，轉(zhuǎn)速 180rPm，時(shí)間3天；獲得的菌液作為液態(tài)種子；
③ 發(fā)酵培養(yǎng)按接種量5%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵"培 養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿5%， MgS040.02%, KH2P040.02%， CaC030.02%,風(fēng) 素0.3%， VB10.002%; ra6.2;培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間6天；
④ 菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，離心法收集鮮菌體，洗脫后干燥，
使其含水量不高于15%，之后冷藏備用；干菌粉油脂含量為38.7%，脂肪鞭 中GLA含量為27.9%。
權(quán)利要求
1、以玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)γ-亞麻酸的發(fā)酵工藝，其特征在于，采用如下技術(shù)方案(1)高產(chǎn)菌種的獲取將刺孢小克銀漢霉(學(xué)名Cunninghamella echinulata，中科院微生物研究所國家微生物菌種保藏中心保藏，保藏號(hào)AS3.2473)分離孢子經(jīng)微波處理后，再經(jīng)紫外線誘變，獲得高產(chǎn)菌株；該菌株在土豆培養(yǎng)基上初期為白色棉毛狀，后逐漸變?yōu)榛尹S色，菌絲體發(fā)達(dá)多枝；和原始菌株相比，生長速度快，孢子量多，發(fā)酵后菌粉產(chǎn)量可達(dá)30～39g/L；(2)γ-亞麻酸生產(chǎn)發(fā)酵工藝流程①菌種擴(kuò)繁制成孢子含量為1—2×105個(gè)的孢子懸浮液；②種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿2—5％，MgSO40.01-0.05％，KH2PO40.01—0.05％，尿素0.1—0.5％，VB10.002％；PH6.0—6.5；培養(yǎng)溫度25—35℃，風(fēng)量1:0.1—1:0.5V/V，罐壓0.03—0.06，轉(zhuǎn)速120—180rPm，時(shí)間1—3天；獲得的菌液作為液態(tài)種子③發(fā)酵培養(yǎng)按接種量5—10％將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵，發(fā)酵培養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿5—15％，MgSO40.01-0.05％，KH2PO40.01—0.05％，CaCO30.01—0.03％，尿素0.1—0.5％，VB10.002—0.005％；PH6.0—6.5；培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間4—7天；④菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，收集鮮菌體并干燥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)Y-亞麻酸的發(fā) 酵工藝，其特征在于，Y-亞麻酸生產(chǎn)發(fā)酵工藝流程采用如下技術(shù)方案① 菌種擴(kuò)繁將凍干管保存的菌株接種在土豆瓊脂斜面培養(yǎng)基'上，加'C'培 養(yǎng)4天，加入O. 1—0.2%的吐溫80溶液洗滌菌絲體，制成孢子含量為1X105個(gè)的孢子懸浮液；② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿(DE值20) 2%， MgSO在02%， KH2P040. 025% ，尿素0,1 %, VB10,002%; PH6.0—6.5;培養(yǎng)溫度30"，風(fēng)量1: 0. 1V/V，罐壓0.03' 轉(zhuǎn)速120rPm,時(shí)間2天；獲得的菌液作為液態(tài)種子；(D發(fā)酵培養(yǎng)按接種量5%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵培 養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿(DE值20) 5%, MgS040.02%， KH2PO40. 025%， CaC030.01%，尿素O. 1%， VBl0.002%; HI6. 0;培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間4 天；④菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，離心法收集鮮菌體，洗脫后干燥， 使其含水量不高于15%，之后冷藏備用；干菌粉油脂含量為27.4%，脂肪酸中 GLA含量為20. 7% 。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的以玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)Y-亞麻酸的發(fā) 酵工藝，其特征在于，Y-亞麻酸生產(chǎn)發(fā)酵工藝流程采用如下技術(shù)方案① 菌種擴(kuò)繁將凍干管保存的菌株接種在土豆瓊脂斜面培養(yǎng)基上，3(TC培 養(yǎng)4天，加入0. l—O. 2%的吐溫80溶液洗滌菌絲體，制成孢子含量為1. 5> 10 個(gè)的孢子懸浮液；② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿(DE值40) 3%， MgS040.03%， KH2P040.03%，尿素0.15 % ， VB10. 002%; PH6. 0;培養(yǎng)溫度30°C ，風(fēng)量1: 0. 3V/V，罐壓0. 05，轉(zhuǎn)速160rPm， 時(shí)間2天；獲得的菌液作為液態(tài)種子；③ 發(fā)酵培養(yǎng)按接種量5%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵培 養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿(DE值40) 7%， MgS040.03%， KH2P040.03%， CaC030.02%，尿素O. 15%, VB10.002%; PH6.0;培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間 5天；④ 菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，離心法收集鮮菌體，洗脫后干燥， 使其含水量不高于15%，之后冷藏備用；干菌粉油脂含量為35.3%，脂肪酸中 GLA含量為27.0%。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的以玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)Y-亞麻酸的發(fā) 酵工藝，其特征在于，Y-亞麻酸生產(chǎn)發(fā)酵工藝流程采用如下技術(shù)方案① 菌種擴(kuò)繁將凍干管保存的菌株接種在土豆瓊脂斜面培養(yǎng)基上，30。C培 養(yǎng)5天，加入0. l—O. 2%的吐溫80溶液洗滌菌絲體，制成孢子含量為1. 5X 105 個(gè)的孢子懸浮液；② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿(DE值50) 3%， MgS040.03%， KH2P040,03%，尿素0.5%， VB10.002%; PH6.2;培養(yǎng)溫度30。C，風(fēng)量1: 0.5V/V，罐壓0.05，轉(zhuǎn)速180rPm， 時(shí)間3天；獲得的菌液作為液態(tài)種子；③ 發(fā)酵培養(yǎng)按接種量10%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵培 養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖漿(DE值50) 9%， MgS040.03%, KH2PO40.03%， CaC030.03%，尿素0.5%， VBI0. 005%; PH6. 0;培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間6 天；④ 菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，離心法收集鮮菌體，洗脫后干燥， 使其含水量不高于15%，之后冷藏備用；干菌粉油脂含量為37.3%，脂肪酸中 GLA含量為28.5%。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的以玉米淀粉糖漿為主要原料'生產(chǎn)Y2亞I^酸加發(fā) 酵工藝，其特征在于，Y-亞麻酸生產(chǎn)發(fā)酵工藝流程采用如下技術(shù)方案① 菌種擴(kuò)繁將凍干管保存的菌株接種在土豆瓊脂斜面培養(yǎng)基上，30'C培 養(yǎng)5天，加入O. 1—0.2%的吐溫80溶液洗滌菌絲體，制成孢子含量為2X105個(gè)的孢子懸浮液；② 種子液制備將制備的懸浮液接種至種子罐中進(jìn)行培養(yǎng)；種子培養(yǎng)基組 成為玉米淀粉糖漿(DE值70) 2%， MgS040.02%， KH2P040.02%，尿素O. 2%， VB10.002%; PH6.2;培養(yǎng)溫度30。C，風(fēng)量1: 0. 5V/V，罐壓0.05,轉(zhuǎn)速180rPm， 時(shí)間3天；獲得的菌液作為液態(tài)種子；③ 發(fā)酵培養(yǎng)按接種量5%將獲得的種子液接種于發(fā)酵罐中發(fā)酵；發(fā)酵培 養(yǎng)基組成為玉米淀粉糖槳5%， MgS040.02%， KH2P040.02%， CaC030.02%,尿 素0.3%， VB10.002%; PH6.2;培養(yǎng)條件同種子罐，培養(yǎng)時(shí)間6天；④ 菌體收集及處理發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后，離心法收集鮮菌體，洗脫后干燥， 使其含水量不高于15%，之后冷藏備用；干菌粉油脂含量為38.7%，脂肪酸中 GLA含量為27.9%。
全文摘要
以玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)γ-亞麻酸的發(fā)酵工藝涉及利用生物工程技術(shù)生產(chǎn)γ-亞麻酸的工藝，更具體的說是以玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)γ-亞麻酸的發(fā)酵工藝。本發(fā)明的目的在于公開一種利用玉米加工產(chǎn)物——玉米淀粉糖漿為主要原料生產(chǎn)γ-亞麻酸的發(fā)酵工藝，以降低γ-亞麻酸生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)率，同時(shí)生產(chǎn)可作為高效有機(jī)肥、動(dòng)物飼料等的副產(chǎn)品。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案1.高產(chǎn)菌種的獲取將刺孢小克銀漢霉分離孢子經(jīng)微波處理后，再經(jīng)紫外線誘變，獲得高產(chǎn)菌株；2.γ-亞麻酸生產(chǎn)發(fā)酵工藝流程①菌種擴(kuò)繁；②種子液制備；③發(fā)酵培養(yǎng)；④菌體收集及處理。
文檔編號(hào)C12P7/64GK101440383SQ20071015839
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者楊建成, 靳素英 申請(qǐng)人:靳素英