專利名稱：一種在發(fā)酵過程中添加透明質(zhì)酸酶生產(chǎn)小分子量透明質(zhì)酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種在發(fā)酵過程中添加透明質(zhì)酸酶生產(chǎn)小分子量透明質(zhì)酸的方法，屬于酶解反應(yīng)在發(fā)酵過程優(yōu)化應(yīng)用方面的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
透明質(zhì)酸是由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖以β-1，3和β-1，4糖苷鍵連接成的直鏈線型陰離子粘多糖，1934年由Meyer和Palmer從牛眼玻璃體中分離出來。透明質(zhì)酸是胞外基質(zhì)、關(guān)節(jié)滑液、軟骨組織、臍帶中的重要成分，在人體中有著重要的生理功能，如調(diào)節(jié)細(xì)胞外液的化學(xué)組成、潤滑和促進(jìn)創(chuàng)傷愈合；調(diào)節(jié)粘著、生長、運(yùn)動(dòng)和特異性細(xì)胞的激活等。
透明質(zhì)酸分子量的大小與其生理功能密切相關(guān)，例如，透明質(zhì)酸刺激軟骨細(xì)胞和淋巴母細(xì)胞分化的作用與透明質(zhì)酸的分子量成反比例關(guān)系分子量在2×105～4×105Da范圍內(nèi)的透明質(zhì)酸刺激作用最強(qiáng)，而分子量大于106的透明質(zhì)酸則無刺激作用；高分子量透明質(zhì)酸可以抑制巨噬細(xì)胞的吞噬能力，而低分子量透明質(zhì)酸可促使巨噬細(xì)胞表達(dá)一些與炎癥有關(guān)的因子。與高分子量的透明質(zhì)酸相比，低分子量的透明質(zhì)酸會(huì)表現(xiàn)出不同的生物學(xué)功能低分子量透明質(zhì)酸能夠刺激血管增生，誘導(dǎo)發(fā)炎調(diào)節(jié)因子的表達(dá)，抑制腫瘤的增殖和抗菌作用等。此外，低分子量的透明質(zhì)酸在保健食品方面也有廣泛的應(yīng)用，在日本和我國臺灣均有透明質(zhì)酸美容保健食品上市，因此，研究低分子量透明質(zhì)酸的制備具有重要的應(yīng)用價(jià)值和醫(yī)療價(jià)值。
微生物發(fā)酵法生產(chǎn)透明質(zhì)酸屬于高粘度發(fā)酵，溶氧濃度是透明質(zhì)酸產(chǎn)量提高的瓶頸。影響發(fā)酵液粘度的因素很多，其中透明質(zhì)酸的分子量影響很大，分子量越大，粘度越高。因此，如若能在發(fā)酵過程中降解透明質(zhì)酸的分子量，則會(huì)降低粘度提高溶氧，最終提高透明質(zhì)酸的產(chǎn)量。本發(fā)明在發(fā)酵過程中通過添加透明質(zhì)酸酶降解透明質(zhì)酸提高溶氧進(jìn)而提高透明質(zhì)酸產(chǎn)量，尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在發(fā)酵過程中添加透明質(zhì)酸酶的策略生產(chǎn)小分子量透明質(zhì)酸的方法，利用本發(fā)明能生產(chǎn)分子量在20～100kDa之間的透明質(zhì)酸。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種在發(fā)酵過程中添加透明質(zhì)酸酶生產(chǎn)小分子量透明質(zhì)酸的方法，在發(fā)酵過程中添加透明質(zhì)酸酶，在發(fā)酵8h時(shí)添加透明質(zhì)酸酶0.05～0.25g/L降解透明質(zhì)酸，降低發(fā)酵液粘度，提高溶氧和透明質(zhì)酸產(chǎn)量，所生產(chǎn)的小分子量透明質(zhì)酸的分子量在20～100kDa之間。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用在發(fā)酵過程中(8h)添加透明質(zhì)酸酶(0.05～0.25g/L)降解透明質(zhì)酸，發(fā)酵液的粘度由對照例(不加透明質(zhì)酸酶)的300cp降到50～150cp，溶氧濃度由對照例的0～1％提高到10％～15％，透明質(zhì)酸產(chǎn)量也由對照例的5.0g/L提高6.0～7.0g/L，透明質(zhì)酸的分子量由對照例的1,300kDa降到20～100kDa。本發(fā)明方法簡單、高效，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，由于發(fā)酵液粘度降低，下游的提純效率提高，生產(chǎn)成本降低。本發(fā)明方法生產(chǎn)的小分子量透明質(zhì)酸可以應(yīng)用于醫(yī)藥和保健食品領(lǐng)域。此外，對于其它的可降解的聚合物的發(fā)酵過程優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)和啟迪意義。

具體實(shí)施例方式 對照實(shí)施例本發(fā)明所用的菌種為獸疫鏈球菌Streptococcus zooepidemicusWSH-24，(或記為H-24)(溫琦、劉登如、陳堅(jiān)、堵國成“添加表面活性劑促進(jìn)獸疫鏈球菌高產(chǎn)透明質(zhì)酸”，《化工進(jìn)展》2006，25(9)，1089～1094；中國專利200610098195.3已公開)，先轉(zhuǎn)斜面在37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12小時(shí)，然后進(jìn)行搖瓶發(fā)酵14小時(shí)，溫度37℃，轉(zhuǎn)速200rpm，最后在7L發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵16小時(shí)，發(fā)酵條件為pH 7.0，攪拌轉(zhuǎn)速200rpm，通氣速率1.0vvm。發(fā)酵培養(yǎng)基為(g/L)蔗糖70；酵母粉25；MgSO4·7H2O2.0；Na2HPO46.3；K2SO47.0。透明質(zhì)酸的分子量為130萬，產(chǎn)量為5.0g/L。
實(shí)施例1發(fā)酵罐發(fā)酵采用透明質(zhì)酸酶添加策略，其余條件同對照實(shí)施例。在發(fā)酵8h時(shí)添加透明質(zhì)酸酶(0.05g/L)。發(fā)酵結(jié)束時(shí)透明質(zhì)酸產(chǎn)量提高到6.0g/L，分子量為100kDa。
實(shí)施例2發(fā)酵罐發(fā)酵采用透明質(zhì)酸酶添加策略，其余條件同對照實(shí)施例。在發(fā)酵8h時(shí)添加透明質(zhì)酸酶(0.15g/L)。發(fā)酵結(jié)束時(shí)透明質(zhì)酸產(chǎn)量提高到6.5g/L，分子量為60kDa。
實(shí)施例3發(fā)酵罐發(fā)酵采用透明質(zhì)酸酶添加策略，其余條件同對照實(shí)施例。在發(fā)酵8h時(shí)添加透明質(zhì)酸酶(0.25g/L)。發(fā)酵結(jié)束時(shí)透明質(zhì)酸產(chǎn)量提高到7.0g/L，分子量為20kDa。
權(quán)利要求
1.一種在發(fā)酵過程中添加透明質(zhì)酸酶生產(chǎn)小分子量透明質(zhì)酸的方法，其特征是在發(fā)酵過程中添加透明質(zhì)酸酶，在發(fā)酵8h時(shí)添加透明質(zhì)酸酶0.05～0.25g/L降解透明質(zhì)酸，降低發(fā)酵液粘度，提高溶氧和透明質(zhì)酸產(chǎn)量，所生產(chǎn)的小分子量透明質(zhì)酸的分子量在20～100kDa之間。
全文摘要
一種在發(fā)酵過程中添加透明質(zhì)酸酶生產(chǎn)小分子量透明質(zhì)酸的方法，屬于酶解反應(yīng)在發(fā)酵過程優(yōu)化應(yīng)用方面的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用在發(fā)酵過程中(8h)添加透明質(zhì)酸酶(0.05～0.25g/L)降解透明質(zhì)酸，發(fā)酵液的粘度由對照例(不加透明質(zhì)酸酶)的300cp降到50～150cp，溶氧濃度由對照例的0～1％提高到10％～15％，透明質(zhì)酸產(chǎn)量也由對照例的5.0g/L提高6.0～7.0g/L，透明質(zhì)酸的分子量由對照例的1,300kDa降到20～100kDa。本發(fā)明方法簡單、高效，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，由于發(fā)酵液粘度降低，下游的提純效率提高，生產(chǎn)成本降低。本發(fā)明方法生產(chǎn)的小分子量透明質(zhì)酸可以應(yīng)用于醫(yī)藥和保健食品領(lǐng)域。
文檔編號C12P19/00GK101294179SQ20081012339
公開日2008年10月29日 申請日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者堅(jiān) 陳, 堵國成, 淼 王, 龍 劉 申請人:江南大學(xué)