[发明专利]一种纳豆芽孢杆菌发酵制备维生素K2

说明书

一种纳豆芽孢杆菌发酵制备维生素K₂的方法，包括下列步骤：步骤1：将纳豆芽孢杆菌菌种接种于发酵培养基进行培养，发酵温度35‑40℃，在发酵过程中，向培养体系中添加其体积0%‑5%的植物油脂进行消泡；步骤2：当菌体生长进入稳定期后，向所述培养体系中加入植物油脂，继续参与发酵直至发酵结束。本发明的植物油脂的添加，会形成有利于维生素K₂溶解的微环境，将细胞膜上的维生素K₂萃取到油相之中，同时也会同结合蛋白相竞争，而减少维生素K₂溶解到水相之中，从而有利于维生素K₂的分离。

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，涉及一种纳豆芽孢杆菌发酵制备维生素K₂的方法。

背景技术

维生素K₂作为一种抗凝血以及骨质酥松的传统药剂，现在也被发现有利于帕金森症的治疗。维生素K₂的获取方法通常有三种：从天然来源的生物体中提取获得；在高温高压环境下利用化工合成的方法获得；在人工或半人工合成的培养基质中控制某些培养条件利用微生物生产维生素K₂。其中前两种方法存在着产率不高、成本高昂和污染严重等问题，利用微生物发酵生产维生素K₂是一种安全、高效且洁净环保的新兴方法。

除了利用价格高昂的人工合成培养基外，利用豆粉、豆渣、玉米粉及玉米浆干粉等富营养的农副产品作为主要成分的半合成培养基是较为常用的培养基成分。但是利用该类培养基发酵获取维生素K₂的主要难点在于各类农副产品的添加会导致发酵过程的调控极其困难，尤其是在较高的通气搅拌条件下无法有效控制泡沫的产生导致发酵失败；同时，由于各类农副产品的添加导致培养体系内的物质成分不清楚，导致后期分离纯化获得维生素K₂产品时成本高、难度大。没有行之有效的高效维生素K₂粗品制备是维生素K₂生物制备的痛点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳豆芽孢杆菌发酵制备维生素K₂的方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种纳豆芽孢杆菌发酵制备维生素K₂的方法，包括下列步骤：

步骤1：将纳豆芽孢杆菌菌种接种于发酵培养基进行培养，发酵温度35-40℃，在发酵过程中，向培养体系中添加其体积0%-5%的植物油脂进行消泡；

步骤2：当菌体生长进入稳定期后，向所述培养体系中加入植物油脂，继续进行发酵直至发酵结束。

优选的技术方案为：步骤1的发酵过程中，当通入无菌空气时，通气量为1-10 vvm。

优选的技术方案为：所述植物油脂包括天然油脂提取物和天然油脂。

优选的技术方案为：所述天然油脂为大豆油、玉米油、芝麻油中的至少一种。

优选的技术方案为：所述天然油脂提取物为中链甘油三脂。

优选的技术方案为：每升发酵培养基含有10g甘油、16.5g蛋白胨、1.5g K₂HPO₄、2gNaCl、0.15MgSO₄、20g玉米浆粉、10g聚氧乙烯油醚。

优选的技术方案为：纳豆芽孢杆菌菌种的接种量为1%~10%。

优选的技术方案为：当采用摇瓶发酵时，摇瓶装液量为10%-20%，转速为150-300rpm；采用发酵罐培养时，装液量为60%-80%，搅拌转速250-750rpm，通入无菌空气时通气量为1-10vvm。

优选的技术方案为：步骤1中，植物油脂的添加量为培养体系体积的2%-25%。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：