[发明专利]一种利用糖蜜高效培养光合细菌的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别是提供了一种利用糖蜜作为混合 碳源成分之一培养超高细胞浓度光合细菌的方法，在产业化高效培养 光合细菌方面具有重要应用价值。

背景技术

光合细菌(Photosynthetic Bacteria)是一大类能在厌氧光照条件 下进行不产氧光合作用的原核生物的总称，属于革兰阴性菌，分为红 螺菌科(Rhodospirillaceae)、着色菌科(Chromatiaceae)、绿菌科 (Chlorobiaceae)和绿色丝状菌科(Chloroflexaceae)4个科，菌细胞主 要分为杆状和球形2种不同形态，是地球生命起源的先锋物种之一， 其中红假单胞菌(Rhodopseudomonas)和紫色无硫菌(Rhodospirillaceae) 是产业化生产较多的光合细菌种类。光合细菌的蛋白质含量高达60％ 以上，同时富含可以作为细胞代谢激活剂和天然抗氧化剂的辅酶Q10 (泛醌)及具有抗癌作用的类胡萝卜素，具有重要的营养和药用价值。 目前，光合细菌在作为畜禽饲料添加剂促进动物生长、处理高浓度有 机废水、水产养殖水质的净化和农业高效活性菌肥等方面都发挥了越 来越重要的作用。

国内外研究现状显示，目前光合细菌主要有动态和静置2种培养 方式，培养装置有开放和密闭2种类型。国外有采用透光的密闭式光 生物反应器动态连续培养光合细菌的报道，但在国内多采用玻璃缸和 塑料桶在光照下静置密闭培养。动态密闭培养一般在透光的反应器内 进行，为了保持培养物能够得到充分的光照，通过泵使光合细菌液体 培养物流过螺旋透光的玻璃管。对于静置封闭培养光合细菌的规模生 产工艺一般分为四级培养，分别是一级试管种的转接和纯化；二级锥 形瓶培养，培养体积1～5升；三级扩大培养，培养体积25～50升； 四级扩大培养，培养体积为100～1500升。

对于光合细菌的培养基，一般包含了含碳、氮和磷等化合物，因 为碳占光合细菌干重的50％左右，因此培养基组成中含碳化合物的选 择与确定在光合细菌培养中占有非常重要的地位。目前在国内外光合 细菌培养中，一般采用乙酸钠等有机酸盐作为光合细菌培养的主要有 机碳源。尽管有机酸盐可以作为光合细菌生长的较好碳源，可以支持 光合细菌的快速生长，但随着光合细菌对有机酸盐的利用，必然使培 养物的pH急剧上升，而过高的pH会明显抑制光合细菌的持续生长， 从而导致我国企业生产的光合细菌细胞浓度一般仅维持在30亿/毫升 左右，是限制光合细菌达到快速可持续生长的一个重要原因。因此研 究确定既可以支持光合细菌快速生长，同时又能够保持培养物pH稳 定的碳源，是获得超高细胞浓度光合细菌的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用糖蜜作为培养光合细菌的混合碳 源之一，以大幅度提高光合细菌细胞浓度的方法。

一种利用糖蜜高效培养光合细菌的方法，是在光合细菌厌氧发酵 培养过程中，以有机酸盐作为主要碳源培养光合细菌的基础上，在培 养基中添加0.25g/L～2.00g/L的糖蜜，作为支持光合细菌生长混合碳 源之一，使培养物pH值稳定在适宜光合细菌生长的范围，补充光合 细菌生长所需碳源，大幅度提高了培养的光合细菌细胞浓度。

所述的利用糖蜜高效培养光合细菌的方法，是在以有机酸盐作为 主要碳源的光合细菌液体培养基中添加0.25g/L～1.00g/L的糖蜜。添 加糖蜜量从0.25g/L到1.00g/L范围内不仅能够维持适宜光合细菌生 长的pH范围，而且可以补充光合细菌生长的碳源。

本发明的工作原理是：采用有机酸盐作为光合细菌生长的碳源时， 有机酸盐中的碳被利用，而没有被利用的金属阳离子必然消耗阴离子 使氢离子浓度升高，即导致培养物的pH升高，因此抑制了光合细菌 的进一步生长。而主要含有蔗糖的糖蜜在厌氧条件下，通过光合细菌 的代谢可以转化为有机酸，导致培养物pH降低。因此在利用有机酸 盐作为碳源的同时，添加一定浓度的糖蜜不仅可以为光合细菌提供碳 源促进其生长，而且可以减缓因光合细菌利用有机酸盐而引起的pH 过快上升对光合细菌生长的抑制。

本发明的优点在于：利用生产蔗糖的副产物糖蜜作为培养光合细 菌的碳源之一，不仅可以在一定程度上缓解了因利用有机酸盐导致培 养物pH升高过快而对光合细菌生长产生的抑制作用，而且为光合细 菌的生长提供了碳源，培养获得了超高细胞浓度的光合细菌。

附图说明