[科普中國]-胨氮

蛹蟲草深層發(fā)酵

在高等真菌深層發(fā)酵過程中，種子的制備、培養(yǎng)基和發(fā)酵操作條件是3個(gè)主要影響因素，其中種子的制備是生物量的產(chǎn)生和次生代謝產(chǎn)物積累的基礎(chǔ)。目前，液體菌種在蛹蟲草人工栽培中得到廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的固體接種相比，液體菌種的優(yōu)勢是有生產(chǎn)自動化和集約化程度高，縮短發(fā)菌時(shí)間，降低菌種污染率，菌種生產(chǎn)成本低，菌種質(zhì)量有較大提高。在真菌液體菌種尤其是一級種的制作過程中，接種孢子的濃度對種子液的狀態(tài)有直接的影響，而種子液的狀態(tài)又是決定發(fā)酵生產(chǎn)成功與否的重要因素。該研究發(fā)現(xiàn)在50mL一級種子培養(yǎng)液中接種孢子濃度3.0×10^8cfu·mL-1時(shí)，菌絲球的數(shù)量、大小、均勻程度、種子液的澄清度均處在最佳的狀態(tài)，且具有最大的有效接種體積，因此，接種孢子濃度3.0×10^8cfu·mL-1時(shí)制作的母種最適合作為蛹蟲草菌種擴(kuò)大培養(yǎng)中的一級種子液。在制作液體種子液過程中，選用無菌透氣封口膜（12cm×12cm）代替棉塞，定期對培養(yǎng)室和搖床等進(jìn)行消毒，培養(yǎng)的時(shí)間不宜過長，可較好的防止綠霉菌和黃曲霉等雜菌對種子液的污染。

蛹蟲草的發(fā)酵特性蛹蟲草可以很好的利用單糖、二糖，試驗(yàn)結(jié)果也證明這一點(diǎn)，篩選出的產(chǎn)蟲草素發(fā)酵培養(yǎng)基的最佳速效碳源為葡萄糖和蔗糖。在工業(yè)生產(chǎn)中葡萄糖被淀粉水解糖所代替，淀粉質(zhì)原料作為微生物工業(yè)常用的原料之一，經(jīng)糖化所制得的糖液即為淀粉水解糖，它所含主要成分就是葡萄糖，從以后工業(yè)化生產(chǎn)方面考慮，選擇葡萄糖作為深層發(fā)酵培養(yǎng)基的碳源。此外，將土豆作為緩效碳源添加到發(fā)酵培養(yǎng)基培中，可以有效地提高蛹蟲草的生物量和胞外蟲草素的產(chǎn)量，使蟲草素總產(chǎn)量提高近20%。土豆浸汁容易獲得，成本低且營養(yǎng)較豐富，可在發(fā)酵后期為蛹蟲草NS-810菌株提供充足的碳源，延長了產(chǎn)生蟲草素的過程。因此，土豆湯作為深層發(fā)酵培養(yǎng)基中的緩效碳源，達(dá)到了降低成本和提高蟲草素產(chǎn)量的目的。

魚蛋白胨魚蛋白胨為魚蛋白酶解或微生物發(fā)酵法而成的短肽鏈、小分子多肽（胨氮含量高）（小分子肽含量高于骨蛋白胨）和各種氨基酸等，及氨基氮的粉末狀產(chǎn)品，其中小分子肽含量高于骨蛋白胨，有較好的水溶性，易于微生物吸收，可為微生物發(fā)酵提供高含量優(yōu)質(zhì)有機(jī)氮源。蛹蟲草作為蟲生真菌，動物蛋白對其生長發(fā)育更為有利，溫魯?shù)纫贼~粉為氮源液體培養(yǎng)蛹蟲草蟲草素，魚粉表現(xiàn)較好。所以該研究選用魚蛋白胨作為氮源，發(fā)現(xiàn)能有效提高蟲草素的產(chǎn)量，魚蛋白胨成本廉價(jià)且來源廣泛，作為發(fā)酵培養(yǎng)基的氮源可以大大降低生產(chǎn)成本，這對于菌株NS-810在蟲草素產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方面具有重要的意義。該研究還發(fā)現(xiàn)，添加無機(jī)氮源NH4+對蟲草素的生成起促進(jìn)作用，這與陳磊研究結(jié)果與相一致。銨鹽是一種低廉的、效果很好的無機(jī)氮源，NH4+被蛹蟲草細(xì)胞用來合成谷氨酰胺，谷氨酰胺在生物合成反應(yīng)中充當(dāng)?shù)墓w，也是核苷的間接前體，并生成核苷，而蟲草素是核苷的衍生物，這可能是發(fā)酵培養(yǎng)中添加NH4+會提高蟲草素含量的原因1。