高产量_高分子量透明质酸发酵条件优化VIP免费

第6卷第5期过程工程学报Vol.6No.52006年10月TheChineseJournalofProcessEngineeringOct.2006收稿日期：2005−11−16，修回日期：2005−12−28作者简介：成霞(1981−)，女，河北省张家口市人，硕士研究生，发酵工程专业；堵国成，通讯联系人，Tel:0510-85888301,E-mail:gcdu@sytu.edu.cn.高产量、高分子量透明质酸发酵条件优化成霞1,2，刘登如2，陈坚1,2，堵国成1,2(1.江南大学工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡214036；2.江南大学生物工程学院环境生物技术研究室，江苏无锡214036)摘要：研究了搅拌转速、初糖浓度及通气量对兽疫链球菌StreptococcuszooepidemicusWSH24发酵生产透明质酸的影响.研究结果表明，搅拌转速对透明质酸产量及分子量影响很大，搅拌转速为200r/min时透明质酸产量达到5.3g/L，平均分子量达到1.88×106Da，产率系数为0.13g/g；初始葡萄糖浓度为65.8g/L时有利于透明质酸的生产，产量达5.9g/L，平均分子量达1.90×106Da，产率系数为0.17g/g；通气量对透明质酸的发酵也有较大影响，通气量为1.2L/(min⋅L)时透明质酸的产量及分子量均高于0.5L/(min⋅L)时的发酵结果.关键词：透明质酸；兽疫链球菌；发酵条件优化中图分类号：Q814文献标识码：A文章编号：1009−606X(2006)05−0809−051前言透明质酸(HyaluronicAcid,Hyaluronan，HA)又名玻璃酸，是一种直链的高分子酸性粘多糖，广泛存在于生物体的结缔组织中.HA是由(1∼3)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-葡萄糖(1∼4)-O-β-D-葡萄糖醛酸双糖重复单位组成的[1]，是国际上公认的最好的保湿剂，具有保湿、营养、润肤等作用，因而广泛地用于各种高级化妆品中.HA还应用于眼科手术、关节注射、医用整形材料等方面.HA的生产方法有动物器官提取法和细菌发酵法.细菌发酵法与动物组织提取法相比，具有生产规模不受动物原料限制、发酵液中HA以游离状态存在、易于分离纯化、成本低、易于形成规模化工业生产、无动物来源致病病毒污染的危险等优点，近年来随着发酵法生产HA技术的不断完善，发酵法大有完全取代提取法的趋势[2,3].采用提取法从动物脏器中提取HA时，由于原料有限，生产成本居高不下，造成商品价格昂贵，限制了它在医药和化妆品中的广泛应用.发酵法生产HA的研究主要在日本，英国和美国也有少量报道.我国HA研究起步较晚，产品多用于化妆品.近年来虽已有少量的医用HA产品问世，但产品的质量和产量都不够理想.目前国内HA的发酵产率为4∼5g/L，从发酵液到最终产品的纯化收率为60%∼70%[1,3,4].国际先进的HA发酵产率为6∼7g/L[1,5].不同用途的HA对分子量有不同要求，中等分子量的HA主要应用于化妆品，而高分子量的HA可用于眼科粘性手术、治疗关节病、软组织修复和作为药物载体等，特别是在预防和减少外科手术后组织粘连中具有很高的应用价值[2,4].因此HA发酵生产中，高产量、高分子量和高产率依然是研究的主要目标.提高发酵法生产HA的产量及分子量的主要途径有3条：筛选高产菌株，优化营养条件，优化环境条件.本工作在优化发酵培养基的基础上，进一步优化了HA的发酵生产条件，详细考察了初糖浓度及溶氧条件，使HA的发酵产量及分子量有了较大幅度的提高，产量达到5.9g/L，平均分子量达到1.90×106Da，并对生产菌StreptococcuszooepidemicusWSH24的生产性能有了新的发现.2材料与方法2.1菌种实验菌种为StreptococcuszooepidemicusWSH24(实验室保藏号).2.2培养基种子培养基(g/L)：葡萄糖20.0，酵母粉10.0，蛋白胨10.0,MgSO4⋅7H2O2.0,MnSO4⋅4H2O0.1,CaCO320.0,KH2PO42.0,Na2HPO4⋅12H2O1.47,NaH2PO4⋅12H2O0.64,NaHCO30.5;pH7.2.发酵培养基(g/L)：葡萄糖65.8，酵母粉10.0，蛋白胨10.0,Na2HPO4⋅12H2O6.2,K2SO41.3,MgSO4⋅7H2O2.0,FeSO4⋅7H2O0.005;pH7.2.2.3培养方法种子培养：摇床转速200r/min，温度37℃，500mL摇瓶装液量50mL，培养时间15h.发酵培养：7L发酵罐(KoBioTechco.,Ltd.，韩国)装液量4.0L，温度37℃，接种量10%，通气量4.8L/min[1.2L/(min⋅L)]，搅拌转速根据需要分别控制在200(kLa=15h−1),350(kLa=20h−1),500(kLa=40h−1),650r/min(kLa=55h−1)，pH用5mol/LNaOH溶液自动控制在6.9∼7.0.810过程工程学报第6卷2.4测定...