[发明专利]一种小核菌及其发酵生产硬葡聚糖的方法

说明书

本发明公开了一种小核菌及其发酵生产硬葡聚糖的方法，属于微生物技术领域。本发明提供的菌株CCTCC NO:M2017646可以在葡萄糖碳源浓度为75g/L的条件下发酵56h达到硬葡聚糖产量近20g/L的效果，明显优于目前国际上硬葡聚糖在150g/L蔗糖的培养条件下72h产量26g/L的效果，底物利用率提高58％，成本降低明显。优于现有的葡聚糖生产工艺，具有重要的工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及一种小核菌及其发酵生产硬葡聚糖的方法，属于微生物技术领域。

背景技术

硬葡聚糖又称为小核菌多糖，是高分子量，非离子型的支链葡聚糖。它是以β-D-(1-3)吡喃葡萄糖基为主链，每三个葡萄糖由β-D-(1-6)吡喃葡萄糖基为侧链的葡聚糖。硬葡聚糖可由小核菌属丝状真菌纯培养发酵得到。

硬葡聚糖具有耐高温、各种电解质(5％NaCl、5％Na₂SO₄、20％CaCl₂等)以及广范的pH等特性。在食品行业作为增稠剂、凝胶剂或稳定剂广泛应用，在制药行业作为药片涂层、眼用滴液等。

目前已有微生物生产硬葡聚糖，然而，由于硬葡聚糖通常由真菌发酵生产，发酵产率不高，从而导致其价格居高不下，这严重限制了其市场(特别是石油工业领域)的开发拓展。已有报道的关于硬葡聚糖发酵生产的研究多集中于发酵培养基的优化，但其仍然存在发酵时间长(96h以上)，生产工艺复杂，生产成本较高等缺陷。因此，一种工艺简单、生产效率日升的硬葡聚糖发酵方法对于实现硬葡聚糖的大规模工业化生产具有重要的意义。

生产硬葡聚糖最广泛应用的是齐整小核菌，在PDA培养基上，菌丝体白色，有绢丝光泽，从中央向四周辐射状扩展，菌丝易纠结，纠结的菌丝会不断紧缩，最后发育成菌核。菌核初期为白色小圆点，中期藏黄色，油菜籽状，后期菌核呈褐色。

国内关于硬葡聚糖生产的报道主要有，中国科学院微生物研究所任永娥等以葡萄糖和酵母膏为基础培养基进行16L自控罐发酵，产量达到14.14g/L，多糖对底物的转化率为47.52％；吉林农业大学李鸿梅等以玉米淀粉和玉米黄浆为基础培养基进行摇瓶发酵，产量达到16.1g/L，多糖对底物的转化率为24％。国外对硬葡聚糖的主要介绍有，Shrikant A等利用蔗糖和酵母浸粉进行摇瓶发酵，产量高达16.58g/L，底物对多糖的转化率为20.7％；J.I.Farina等利用蔗糖和酵母浸粉进行10L自控罐发酵，产量高达26.0g/L，多糖对底物的转化率为17％。目前，硬葡聚糖生产碳源主要为蔗糖，虽然产量达到26g/L，但是底物利用率偏低，生产成本较高，资源浪费严重。运用玉米淀粉和玉米黄浆生产硬葡聚糖并不适用与所有地区，而且产物的后续处理比较麻烦。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种小核菌(Sclerotium rolfsii)WSH-G01，已于2017年11月1日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M2017646，保藏地址为中国武汉大学。

本发明的第二个目的是提供所述菌株在发酵领域制备食品中的应用。

本发明的第三个目的是提供一种硬葡聚糖生产方法，所述方法是将所述小核菌接种于发酵培养基中，培养24～96h。

在本发明的一种实施方式中，所述发酵培养基的成分为：葡萄糖45～75g/L，硝酸钠2.0～3.0g/L，酵母膏0.2～1.0g/L，KH₂PO₄ 1.0g/L，MgSO₄·7H₂O 0.5g/L，柠檬酸1.5g/L，KCl 0.5g/L，pH 4.5。

在本发明的一种实施方式中，控制发酵过程通气量为1～3vvm。