[发明专利]一种节杆菌产β-呋喃果糖苷酶的发酵培养基及发酵方法

说明书

技术领域

本发明属生物技术工程领域，特别涉及微生物发酵培养基及其发酵方法。

背景资料

β-呋喃果糖苷酶广泛地存在于生物界，不同微生物来源的β-呋喃果糖苷酶的性质不同，其中节杆菌β-呋喃果糖苷酶主要用于转移果糖至单糖或寡糖上，在以蔗糖和乳糖为原料下，将蔗糖分解产生的果糖基转移至乳糖还原性末端的C1位羟基上，生成半乳糖基蔗糖即低聚乳果糖(Lactosucrose，LS)。低聚乳果糖几乎不被人体消化吸收，摄入后不会引起体内血糖水平和血液胰岛素水平的波动，可供糖尿病人食用；该糖也是双歧杆菌增殖因子，与其它双歧杆菌增殖因子如低聚果糖、低聚异麦芽糖等相比，低聚乳果糖的双歧杆菌增殖活性更高，甜味特性也更接近于蔗糖。

节杆菌(Arthrobacter sp.10138)是从土壤中分离出来的一种革兰氏阳性菌，严格需氧，属化能异养型。使用不同的发酵培养基，节杆菌所产的β-呋喃果糖苷酶的酶活不一样。据“节杆菌10137产β-呋喃果糖苷酶条件及酶学性质”报道(无锡轻工大学学报，2004(23))，β-呋喃果糖苷酶的酶活力为177.78u/ml。生产出的β-呋喃果糖苷酶活性比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生产β-呋喃果糖苷酶的发酵培养基，使培养基的菌株生物量高、产酶量高、酶活性高、生产成本低。

本发明所述的发酵培养基为：蔗糖3～7g/L，牛肉膏25～40g/L，酵母膏2～3g/L，(NH₄)₂HPO₄ 8～12g/L，KH₂PO₄ 0.5～1g/L，MgSO₄·7H₂O 0.1～0.5g/L，余为水。

本发明所述的发酵方法如下：

用现有技术，将菌种活化、培养，然后加入上述发酵培养基，初始pH值为6.0～8.0，发酵温度为25～45℃，接种量为1～4％。

本发明所述的发酵温度最佳为30～37℃。

本发明所述的现有技术的菌种活化、培养，可以是以下步骤：

1、活化：将保藏的节杆菌接入平板培养基中，于培养箱内30～37℃恒温培养36～48h，得到活化的菌种。

2、一级种子培养：挑一环生长良好的活化菌种接入250ml摇瓶的一级种子培养基中，于摇床中培养24～36h。温度设定为27～37℃，摇速为100～150r/min。

3、二级种子培养：将培养好的一级种子按5～10％的接种量接入250ml摇瓶的二级种子培养基中，于摇床内培养。温度设定为27～37℃，摇速为100～150r/min。培养时间由节杆菌的生长曲线确定。

本发明培养基用于微生物发酵产酶大大优于现有技术的培养基配方。本发明培养基培养的菌株生物量高、产酶量高、酶活性高。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

本发明所述的实施例，一个酶活力单位定义为每分钟在上述条件下产生10^-9mol低聚乳果糖的量来表示。

实施例1。

1、活化：将保藏的节杆菌接入平板培养基中，于培养箱内32℃恒温培养40h，得到活化的菌种；

2、一级种子培养：挑一环生长良好的活化菌种接入250ml摇瓶的一级种子培养基中，于摇床中培养28h，温度设定为34℃，摇速为120r/min；

3、二级种子培养：将培养好的一级种子按6％的接种量接入250ml摇瓶的二级种子培养基中，于摇床内培养30h，温度设定为34℃，摇速为120r/min；

4、发酵：蔗糖5g/L，牛肉膏30g/L，酵母膏2g/L，(NH₄)₂HPO₄ 10g/L，KH₂PO₄ 0.5g/L，MgSO₄·7H₂O 0.2g/L，在培养温度为30℃，初始pH为7.0，接种量为2％，250ml三角瓶的装液量为100ml及转速为125r/min的条件下培养48h，所产β-呋喃果糖苷酶酶活力酶活为365.85U/ml。

实施例2。

活化、培养条件与实施例1相同，发酵为：

蔗糖10g/L，牛肉膏18g/L，酵母膏6g/L，(NH₄)₂HPO₄ 9g/L，KH₂PO₄ 2g/L，MgSO₄·7H₂O0.6g/L，在培养温度为30℃，初始pH为7.0，接种量为2％，250ml三角瓶的装液量为100ml及转速为125r/min的条件下培养48h，所产β-呋喃果糖苷酶酶活力酶活为281.55U/ml。