專利名稱：固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)γ－亞麻酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)酵生產(chǎn)γ-亞麻酸的方法，特別涉及一種固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)γ-亞麻酸的方法。
背景技術(shù)：
γ-亞麻酸(γ-Linolenic acid)簡稱GLA，分子式為C18H30O2，其結(jié)構(gòu)為6，9，12-十八碳三烯酸，是人體的一種必需脂肪酸，在人體內(nèi)由亞油酸轉(zhuǎn)化而來。γ-亞麻酸作為人體合成前列腺素的前體物質(zhì)，具有抗動脈粥樣硬化、降低血清膽固醇濃度、降血壓、抑制血小板凝集、增強免疫功能、保濕護膚等多種重要的生理活性作用。因此，γ-亞麻酸被認為是具有特殊醫(yī)療保健作用的營養(yǎng)素，已為世界上許多國家用于藥品、保健食品和高級化妝品的生產(chǎn)。
目前，國內(nèi)生產(chǎn)廠家通常采用兩種生產(chǎn)方法，一種是從富含γ-亞麻酸的植物中(例如月見草等)提取，由于月見草為一年生植物產(chǎn)量少，并受地域、氣候等因素影響大，因此從月見草等天然植物中提取的γ-亞麻酸價格昂貴。另一種是采用液態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)γ-亞麻酸，日本和英國在世界上率先開展液態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)γ-亞麻酸的研究工作。日本工業(yè)技術(shù)院化學技術(shù)研究所從1976年開始利用絲狀真菌生產(chǎn)油脂的研究工作。此后，日本的資生堂公司、出光石油化學公司以及英國的一家公司相繼采用發(fā)酵法商業(yè)化生產(chǎn)γ-亞麻酸。目前生產(chǎn)的菌絲體油脂含量已達35％以上，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量已達18％左右。但液態(tài)發(fā)酵方法涉及的生產(chǎn)設(shè)備要求比較復雜，生產(chǎn)中菌體易結(jié)塊，因此投資大，加工成本高，同時廢水的排放造成環(huán)境污染比較嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，針對目前γ-亞麻酸主要來源為植物提取和液體深層發(fā)酵法生產(chǎn)現(xiàn)狀存在的問題，提供一種以谷物為培養(yǎng)基主要原料的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)γ-亞麻酸的方法，意在簡化其生產(chǎn)工藝，節(jié)能降耗、減小投資，并從根本上解決污水排放問題，益于環(huán)保。
為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)γ-亞麻酸的方法，即采用固態(tài)生物反應(yīng)器發(fā)酵生產(chǎn)γ-亞麻酸，依次包括如下步驟(1)將γ-亞麻酸菌種接種在土豆斜面培養(yǎng)基上，溫度為24-28℃，培養(yǎng)4-5天，加入0.1-0.2％(W/V)的吐溫80溶液洗滌菌絲體，獲得菌懸液，懸液中孢子含量為1-2×105個；(2)上述菌懸液用于接種至滅菌的固態(tài)培養(yǎng)基上培養(yǎng)固態(tài)種子或再次液態(tài)擴大培養(yǎng)做成液態(tài)種子；液態(tài)種子培養(yǎng)基組成(g/L)蔗糖10.0-30.0，玉米漿1.0-5.0，MgSO47H2O 0.1-0.5，K2HPO41.0-5.0，尿素1.0-5.0；pH值6.0-6.2，121℃滅菌，25分鐘；經(jīng)過搖瓶、種子罐常規(guī)擴大培養(yǎng)后作為液態(tài)種子；(3)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基組成(g/L)谷物200.0-350.0，花生油3.0-8.0，玉米漿1.0-5.0，MgSO47H2O 0.1-0.5，K2HPO41.0-5.0，尿素1.0-5.0，余量為水；pH值6.0-6.2，121℃滅菌，30分鐘；在無菌條件下，按5-10mL/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入液態(tài)種子或按5-10g/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入固態(tài)種子，混合均勻鋪在固態(tài)發(fā)酵的淺盤中，厚度0.5-2.5cm，濕度50-100％，通入0.2-1.5V/(V·min)無菌空氣，溫度為21-28℃，發(fā)酵4-7天；產(chǎn)物油脂含量在5-20％，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量達5-20％；(4)發(fā)酵后產(chǎn)物處理可以用于提取γ-亞麻酸，也可以干燥后粉碎作為食品添加劑使用或干燥粉碎后制成膠囊、片劑。
所述谷物包括小米、小麥、大麥、燕麥、大米、糯米、玉米、高粱。
本發(fā)明的有益效果是有效解決污水排放問題，消除廢水污染，益于環(huán)保。同時簡化其生產(chǎn)工藝過程，設(shè)備要求簡單，投資少，加工成本低，易形成規(guī)?；a(chǎn)。
具體實施例方式
以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
詳述如下實施例1(1)將菌種接種在土豆斜面培養(yǎng)基上，溫度為25℃，培養(yǎng)5天。加入0.1％(W/V)的吐溫80溶液洗滌菌絲體，獲得菌懸液，懸液中孢子含量約1×105個。
(2)取20mL菌懸液接入裝有80mL種子培養(yǎng)基的500mL三角瓶中。搖瓶種子培養(yǎng)基(1L)蔗糖30.0g，玉米漿3.0g，MgSO47H2O 0.2g，K2HPO43.0g，尿素3.0g，pH值6.1。溫度為121℃滅菌，25分鐘。搖瓶于25℃，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘的搖床上培養(yǎng)36小時，作為種子液。
(3)按10％的接種量將搖瓶種子接入50L種子罐中。在50L種子罐中加入32L種子培養(yǎng)基。種子罐培養(yǎng)基(1L)蔗糖30.0g，玉米漿3.0g，MgSO47H2O0.2g，K2HPO43.0g，尿素3.0g，pH值6.0，121℃滅菌，25分鐘。溫度為25℃±1℃，通氣量1.5V/(V·min)，罐壓0.02MPa，攪拌速度300轉(zhuǎn)/分鐘條件下發(fā)酵24小時。
(4)在無菌條件下，按5mL/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入液體種子。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基組成(1Kg)谷物275.0g，花生油5.0g，玉米漿5.0g，MgSO47H2O 0.2g，K2HPO43.0g，尿素3.0g，余量為水；pH值6.2，121℃滅菌，30分鐘；降溫至25℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器中，厚度2cm，濕度90％，通入0.9V/(V·min)無菌空氣，溫度為25℃，發(fā)酵5天。產(chǎn)物油脂含量在15.3％，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量達15.1％。谷物的選擇包括小米、小麥、大麥、燕麥、大米、糯米、玉米、高粱等，還可選用榨汁后的水果、蔬菜渣，例如水果中的蘋果、梨、桃等，以及蔬菜類的白菜、黃瓜、南瓜等。
(5)產(chǎn)物可直接提取γ-亞麻酸或于70℃干燥后粉碎作為食品添加劑使用以及制成膠囊、片劑。
實施例2(1)將菌種接種在土豆斜面培養(yǎng)基上，溫度為24℃，培養(yǎng)5天。加入以0.2％(W/V)的吐溫80溶液洗滌菌絲體，獲得菌懸液，懸液中孢子含量約1×105個。
(2)取10mL菌懸液接入100g固態(tài)培養(yǎng)基中。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基(1Kg)谷物275.0g，花生油5.0g，玉米漿5.0g，MgSO47H2O 0.2g，K2HPO43.0g，尿素3.0g，余量為水；pH值6.1，121℃滅菌，30分鐘。降溫至25℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器中，厚度1.5cm，濕度100％，通入無菌空氣0.8V/(V·min)，溫度為25℃，發(fā)酵2天后作為固態(tài)種子。
(3)在無菌條件下，按5g/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入固態(tài)種子。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基(1Kg)谷物275.0g，花生油5.0g，玉米漿5.0g，MgSO47H2O 0.2g，K2HPO43.0g，尿素3.0g，余量為水；pH值6.()，121℃滅菌，30分鐘。降溫至25℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵的淺盤中，厚度1.5cm，濕度75％，通入0.8V/(V·min)無菌空氣，溫度為27℃，發(fā)酵5天。產(chǎn)物油脂含量在15.9％，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量達14.5％。谷物的選擇同實施例1。
(4)產(chǎn)物可直接提取γ-亞麻酸或于70℃干燥后粉碎作為食品添加劑使用以及制成膠囊、片劑。
實施例3(1)將菌種接種在土豆斜面培養(yǎng)基上，溫度為28℃，培養(yǎng)4天。加入以0.1％(W/V)的吐溫80溶液洗滌菌絲體，獲得菌懸液，懸液中孢子含量約1.5×105個。
(2)取20mL菌懸液接入裝有80mL種子培養(yǎng)基的500mL三角瓶中。搖瓶種子培養(yǎng)基(1L)蔗糖30.0g，玉米漿3.5g，MgSO47H2O 0.3g，K2HPO44.0g，尿素3.0g，pH值6.2。121℃滅菌，25分鐘。搖瓶于28℃，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘的搖床上培養(yǎng)36小時，作為種子液。
(3)按10％的接種量將搖瓶種子接入50升種子罐中。在50L種子罐中加入32L種子培養(yǎng)基。種子罐培養(yǎng)基(1L)蔗糖30.0g，玉米漿3.0g，MgSO47H2O0.2g，K2HPO43.0g，尿素3.0g，pH值6.1，121℃滅菌，25分鐘。于28℃±1℃，通氣量1.5V/(V·min)，罐壓0.01MPa，攪拌速度300轉(zhuǎn)/分鐘條件下發(fā)酵24小時。
(4)在無菌條件下，按10mL/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入液體種子。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基(1Kg)谷物275.0g，花生油5.0g，玉米漿4.0g，MgSO47H2O 0.2g，K2HPO43.0g，尿素4.0g，余量為水；pH值6.0-6.2，121℃滅菌，30分鐘。降溫至28℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器中厚度2.5cm，濕度100％，通入0.7V/(V·min)無菌空氣，溫度為28℃，發(fā)酵4天。產(chǎn)物油脂含量在17.3％，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量達11.1％。谷物的選擇同實施例1(5)產(chǎn)物可直接提取γ-亞麻酸或于65℃干燥后粉碎作為食品添加劑使用以及制成膠囊、片劑。
實施例4(1)將菌種接種在土豆斜面培養(yǎng)基上，溫度為27℃，培養(yǎng)5天。加入以0.2％(W/V)的吐溫80溶液洗滌菌絲體，獲得菌懸液，懸液中孢子含量約2×105個。
(2)取10mL菌懸液接入100g固態(tài)培養(yǎng)基中。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基(1Kg)谷物275.0g，花生油5.0g，玉米漿3.0g，MgSO47H2O 0.4g，K2HPO44.0g，尿素2.0g，pH值6.1，121℃滅菌，30分鐘。降溫至28℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵的淺盤中，厚度2.0cm，濕度85％，通入無菌空氣1.0V/(V·min)，溫度為28℃，發(fā)酵2天后作為固態(tài)種子。
(3)在無菌條件下，按8g/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入固態(tài)種子。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基(1Kg)谷物275.0g，花生油5.0g，玉米漿3.0g，MgSO47H2O 0.4g，K2HPO44.0g，尿素3.0g，余量為水；pH值6.2，121℃滅菌，30分鐘。降溫至28℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器中，厚度1.5cm，濕度100％，通入1.0V/(V·min)無菌空氣，溫度為28℃，發(fā)酵4天。產(chǎn)物油脂含量在17.9％，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量達11.5％。谷物的選擇同實施例1(4)產(chǎn)物可直接提取γ-亞麻酸或于60℃干燥后粉碎作為食品添加劑使用以及制成膠囊、片劑。
實施例5(1)將菌種接種在土豆斜面培養(yǎng)基上，溫度為24℃，培養(yǎng)4天。加入以0.1％(W/V)的吐溫80溶液洗滌菌絲體，獲得菌懸液，懸液中孢子含量約1×105個。
(2)取20mL菌懸液接入裝有80mL種子培養(yǎng)基的500mL三角瓶中。搖瓶種子培養(yǎng)基(1L)蔗糖30.0g，玉米漿4.5g，MgSO47H2O 0.3g，K2HPO44.0g，尿素3.0g，pH值6.0。121℃滅菌，25分鐘。搖瓶于28℃，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘的搖床上培養(yǎng)24小時，作為種子液。
(3)按10％的接種量將搖瓶種子接入50L種子罐中。在50L種子罐中加入32L種子培養(yǎng)基。種子罐培養(yǎng)基(1L)蔗糖30.0g，玉米漿3.0g，MgSO47H2O0.3g，K2HPO43.0g，尿素3.0g，pH值6.0，121℃滅菌，25分鐘。于28℃±1℃，通氣量1.5V/(V·min)，罐壓0.02MPa，攪拌速度300轉(zhuǎn)/分鐘條件下發(fā)酵24小時。
(4)在無菌條件下，5mL/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入液體種子。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基(1Kg)谷物275.0g，花生油4.0g，玉米漿2.5g，MgSO47H2O 0.2g，K2HPO45.0g，尿素3.0g，余量為水；pH值6.0-6.2，溫度為121℃滅菌，30分鐘。降溫至28℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器中厚度2.5cm，濕度100％，通入0.6V/(V·min)無菌空氣，溫度為21℃，發(fā)酵4天。產(chǎn)物油脂含量在8.3％，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量達9.1％。谷物的選擇同實施例1(5)產(chǎn)物可直接提取γ-亞麻酸或于70℃干燥后粉碎作為食品添加劑使用以及制成膠囊、片劑。
實施例6(1)將菌種接種在土豆斜面培養(yǎng)基上，溫度為28℃，培養(yǎng)4天。加入以0.1％(W/V)的吐溫80溶液洗滌菌絲體，獲得菌懸液，懸液中孢子含量約1.5×105個。
(2)取10mL菌懸液接入100g固態(tài)培養(yǎng)基中。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基(1Kg)谷物275.0g，花生油3.0g，玉米漿3.5g，MgSO47H2O 0.3g，K2HPO45.0g，尿素3.0g，余量為水；pH值6.1，121℃滅菌，30分鐘。降溫至28℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵的淺盤中，厚度2.0cm，濕度85％，通入無菌空氣0.8V/(V·min)，28℃，發(fā)酵2天后作為固態(tài)種子。
(3)在無菌條件下，按8g/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入固態(tài)種子。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基(1Kg)谷物275.0g，花生油3.0g，玉米漿3.5g，MgSO47H2O 0.3g，K2HPO45.0g，尿素3.0g，余量為水；pH值6.0，121℃滅菌，30分鐘。降溫至28℃后，混合均勻，鋪在固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器中，厚度0.5cm，濕度50％，通入0.8V/(V·min)無菌空氣，溫度為28℃，發(fā)酵4天。產(chǎn)物油脂含量在16.2％，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量達14.5％。谷物的選擇同實施例1(4)產(chǎn)物可直接提取γ-亞麻酸或于65℃干燥后粉碎作為食品添加劑使用以及制成膠囊、片劑。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)γ-亞麻酸的方法，即采用固態(tài)生物反應(yīng)器發(fā)酵生產(chǎn)γ-亞麻酸，依次包括如下步驟(1)將γ-亞麻酸菌種接種在土豆斜面培養(yǎng)基上，溫度為24-28℃，培養(yǎng)4-5天，加入0.1-0.2％(W/V)的吐溫80溶液洗滌菌絲體，獲得菌懸液，懸液中孢子含量為1-2×105個；(2)上述菌懸液用于接種至滅菌的固態(tài)培養(yǎng)基上培養(yǎng)固態(tài)種子或再次液態(tài)擴大培養(yǎng)做成液態(tài)種子；液態(tài)種子培養(yǎng)基組成(g/L)蔗糖10.0-30.0，玉米漿1.0-5.0，MgSO47H2O 0.1-0.5，K2HPO41.0-5.0，尿素1.0-5.0；pH值6.0-6.2，121℃滅菌，25分鐘；經(jīng)過搖瓶、種子罐常規(guī)擴大培養(yǎng)后作為液態(tài)種子；(3)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基組成(g/L)谷物200.0-350.0，花生油3.0-8.0，玉米漿1.0-5.0，MgSO47H2O 0.1-0.5，K2HPO41.0-5.0，尿素1.0-5.0，余量為水；pH值6.0-6.2，121℃滅菌，30分鐘；在無菌條件下，按5-10mL/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入液態(tài)種子或按5-10g/100g固態(tài)培養(yǎng)基加入固態(tài)種子，混合均勻鋪在固態(tài)發(fā)酵的淺盤中，厚度0.5-2.5cm，濕度50-100％，通入0.2-1.5V/(V·min)無菌空氣，溫度為21-28℃，發(fā)酵4-7天；產(chǎn)物油脂含量在5-20％，脂肪酸中γ-亞麻酸的含量達5-20％；(4)發(fā)酵后產(chǎn)物處理可以用于提取γ-亞麻酸，也可以干燥后粉碎作為食品添加劑使用或干燥粉碎后制成膠囊、片劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)γ-亞麻酸的方法，其特征在于所述谷物包括小米、小麥、大麥、燕麥、大米、糯米、玉米、高梁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)γ－亞麻酸的方法，生產(chǎn)γ－亞麻酸的菌種在通過液態(tài)或固態(tài)培養(yǎng)后作為種子，在適宜的條件下以谷物為主要原料進行固態(tài)發(fā)酵。固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基組成(g/L)谷物200.0－350.0，花生油3.0－8.0，玉米漿1.0－5.0，MgSO
文檔編號C12P7/40GK1696299SQ200510013499
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者許勤虎, 蔡永峰, 徐勇虎, 岳國海 申請人:天津市工業(yè)微生物研究所