米曲霉菌株及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及米曲霉菌株【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種米曲霉菌株FTST-2-6已于2014年02月24日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號CGMCCNo.8862。其在發(fā)酵生產(chǎn)低聚果糖中的應(yīng)用。與碳源溶液在厭氧條件下，厭氧發(fā)酵10～20h，在發(fā)酵液中產(chǎn)生低聚果糖。米曲霉菌株FTST-2-6遺傳性能穩(wěn)定，易于擴(kuò)大培養(yǎng)，傳代8次后孢子數(shù)為162億/g，發(fā)芽率為99.2%；發(fā)酵溫度為28℃-40℃，發(fā)酵溫度溫和，有效降低了生產(chǎn)過程中的能耗；轉(zhuǎn)化率在57%-65%，比現(xiàn)有技術(shù)中幾種公開的米曲霉菌株具有更高的低聚果糖轉(zhuǎn)化率，提高了適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)低聚果糖，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】米曲霉菌株及其應(yīng)用
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及米曲霉菌株【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種米曲霉菌株，還涉及所述米曲霉菌株的應(yīng)用。
[0002]【背景技術(shù)】
低聚果糖(Fructooligosaccharides, F0S)是低聚糖中非常重要的一類,又稱寡果糖、蔗果三糖族低聚糖或蔗果低聚糖，分子式為G-F-Fn (G是葡萄糖，F(xiàn)是果糖，n=f 3)，是指在蔗糖分子的果糖殘基上通過β -1，2糖苷鍵連接f 3個(gè)果糖基而成的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖及其混合物的總稱，是一種優(yōu)良的水溶性膳食纖維。
[0003]FOS多存在于天然植物中，例如菊芋、蘆筍、菊苣等日常食用的蔬菜和水果都還有一定量的F0S。但從中提取難度較大，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。由于FOS優(yōu)良的保健功能和特殊的生理活性，其已成為國際公認(rèn)的典型益生元代表，倍受食品生產(chǎn)企業(yè)和廣大消費(fèi)者的喜愛。FOS可以直達(dá)大腸中被嗜酸性乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌選擇利用，排毒清腸、調(diào)節(jié)人體微生態(tài)平衡。同時(shí)，F(xiàn)OS被公認(rèn)具有提高人體免疫力，不被消化吸收，改善脂質(zhì)代謝，預(yù)防蛀牙等優(yōu)異性能，現(xiàn)被作為功能性配料廣泛用，也可以直接飲用。
[0004]目前國內(nèi)外生產(chǎn)低聚果糖的方法以酶法為主，也有液體深層發(fā)酵法。專利ZL200810030332.9利 用酶法生產(chǎn)低聚果糖，首先要培養(yǎng)大量菌體，將菌體破壁并分離純化酶制備液體酶制劑或固定化酶制劑。酶法不足之處是步驟繁多，酶的分離純化過程復(fù)雜且在此過程中酶活性不穩(wěn)定或活性降低或失活。另外，酶在固定化過程中易失活，轉(zhuǎn)化率低，傳質(zhì)均勻性不佳等缺點(diǎn)，并且酶的價(jià)格較高，以上諸多方面制約了酶法的工業(yè)化應(yīng)用。
[0005]專利申請201210552117.1及201210531671.1分別利用米曲霉和黑曲霉全細(xì)胞發(fā)酵蔗糖制備低聚果糖，盡管省略了酶的提取純化的復(fù)雜步驟，同時(shí)避免酶易失活的難題。但該工藝發(fā)酵周期長，發(fā)酵溫度高，能源消耗大，發(fā)酵液低聚果糖組分含量為50%，產(chǎn)量低，工業(yè)化應(yīng)用成本高。
[0006]目前，無論是利用酶法還是利用微生物深層發(fā)酵法生產(chǎn)低聚果糖的含量都在50%-60%，其中專利ZL201310083165.5運(yùn)用米曲霉混合厭氧發(fā)酵蔗糖制備低聚果糖，發(fā)酵溫度達(dá)到60°C，發(fā)酵液低聚果糖組分含量最高為58%。同樣存在能源消耗大的問題。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

為了解決解決以上酶法或微生物深層發(fā)酵法生產(chǎn)低聚果糖中發(fā)酵液低聚果糖組分含量低、能源消耗大的問題，本發(fā)明提供了一種發(fā)酵液低聚果糖組分含量高、能源消耗小的米曲霉菌株FTST-2-6。本發(fā)明所述的低聚果糖高產(chǎn)菌株FTST-2-6，根據(jù)對其形態(tài)特征觀察和18S rDNA-1TS序列分析，確定該菌株為米曲霉(As/76?r^77A/5.0ryzae )，命名為 FTST-2-6。
[0008]本發(fā)明還提供了所述米曲霉菌株oryzae ) FTST-2-6在發(fā)酵生產(chǎn)低聚果糖中的應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的:
一種米曲霉菌株，米曲霉菌株oryzae) FTST-2-6已于2014年02月24日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號CGMCC N0.8862。
[0010]所述的米曲霉菌株FTST-2-6在發(fā)酵生產(chǎn)低聚果糖中的應(yīng)用。
[0011]所述的應(yīng)用，優(yōu)選將碳源配制成碳源溶液滅菌后加入發(fā)酵罐，將米曲霉菌株FTST-2-6加入發(fā)酵罐內(nèi)，在厭氧條件下，調(diào)節(jié)pH值5.5-7.0,反應(yīng)溫度28~40°C，厭氧發(fā)酵10~20h，在發(fā)酵液中產(chǎn)生低聚果糖，米曲霉菌株FTST-2-6為經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種溶液。
[0012]所述的應(yīng)用，優(yōu)選菌種溶液加入量為碳源溶液重量的10-30%。
[0013]所述的應(yīng)用，優(yōu)選碳源溶液質(zhì)量濃度為10~60%。
[0014]所述的應(yīng)用，優(yōu)選經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種溶液是通過以下方式得到的:種子培養(yǎng)基滅菌后，挑取斜面菌種一環(huán)，接種在種子培養(yǎng)基中，接種后，在30°C靜置5-10個(gè)小時(shí)，然后30°C條件下恒溫震蕩10-16小時(shí)，得到擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種溶液。
[0015]所述的應(yīng)用，優(yōu)選發(fā)酵液中低聚果糖組分含量為57-65%。
[0016]所述的應(yīng)用，優(yōu)選發(fā)酵液精制后糖液透光率大于99%。
[0017]米曲霉菌株FTST-2-6 (CGMCC N0.8862)菌落呈圓形，菌落初期中間為白色，四周邊緣呈透明輻射狀。菌落增大過程中菌落中間白色區(qū)域擴(kuò)大，并逐漸演變成環(huán)狀，隨后菌落中心區(qū)域呈淡黃綠色，并進(jìn)一步變?yōu)辄S綠色、黃褐色向菌落四周擴(kuò)展。該菌種在麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基(MEA)上生長快，25°C黑暗條件下培養(yǎng)5-7天后菌落直徑可達(dá)55_65mm，菌落質(zhì)地絨狀，產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)大量形成 ，分生孢子頭由白色漸變?yōu)闇\黃綠色，初期球形，后期輻射狀；菌落背面淺褐色，無水溶性色素。分生孢子梗高大，寬6.5-12.9 μ m，壁明顯粗糙；頂囊球形，直徑20-37.1 μ m,;產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)單層或雙層，瓶梗8.0-12.8X3.0-4.5 μ m ;分生孢子近球形，淺黃綠色，表面光滑，3.0-4.6 μ m。未見有性孢子。
[0018]本發(fā)明的米曲霉菌株FTST-2-6 (CGMCC N0.8862)可用常規(guī)米曲霉培養(yǎng)基及培養(yǎng)方
法培養(yǎng)。
[0019]本發(fā)明提供了米曲霉菌株FTST-2-6在發(fā)酵生產(chǎn)低聚果糖的應(yīng)用。目前國內(nèi)外以蔗糖為底物，通過深層發(fā)酵法制取低聚果糖的含量在50%-60%，其中本發(fā)明提供的米曲霉菌種以蔗糖為底物通過深層厭氧發(fā)酵生成低聚果糖，主要包括蔗果三糖和蔗果四糖，蔗果五糖、蔗果六糖等含量較少。發(fā)酵溫度溫和，28°C _35°C，發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液中的低聚果糖含量在 57%-65%。
[0020]本發(fā)明的有益效果:所提供的米曲霉菌株oryzae) FTST-2-6遺傳性能穩(wěn)定，易于擴(kuò)大培養(yǎng)，傳代8次后孢子數(shù)為162億/g，發(fā)芽率為99.2% ;發(fā)酵溫度為280C _40°C，發(fā)酵溫度溫和，有效降低了生產(chǎn)過程中的能耗；轉(zhuǎn)化率在57%-65%，比現(xiàn)有技術(shù)中幾種公開的米曲霉菌株具有更高的低聚果糖轉(zhuǎn)化率，提高了適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)低聚果糖，應(yīng)用如景廣闊。
[0021]保藏信息
米曲霉菌株) FTST-2-6已于2014年02月24日保存于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號CGMCC N0.8862，地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚明了，以下通過具體的實(shí)施方案描述本發(fā)明的高產(chǎn)低聚果糖的米曲霉菌株的獲得以及利用該菌株發(fā)酵生產(chǎn)低聚果糖的方法。本發(fā)明中所用的試驗(yàn)方法，除特別說明外，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，本發(fā)明中的實(shí)施案例是說明性的，不是限制本發(fā)明的范圍。
[0023]下屬實(shí)例中，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0024]下屬事例中的百分含量，如無特別說明，均為質(zhì)量百分含量。
[0025]實(shí)施例1:
本發(fā)明中，根據(jù)菌株篩選目的，有針對性的采集了多份有機(jī)物含量高的微酸性土壤。用分離培養(yǎng)基對采集的樣品進(jìn)行目的菌株的篩選，將篩選到的菌株進(jìn)行分離純化，培養(yǎng)成熟后接種斜面培養(yǎng)基培養(yǎng)，將培養(yǎng)成熟的斜面保存于4°C冰箱備用。種子培養(yǎng)基接種斜面菌種，培養(yǎng)好的種子接種發(fā)酵液進(jìn)行發(fā)酵。
[0026]培養(yǎng)基組分和發(fā)酵條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)可以自行選擇的，只要能夠?qū)崿F(xiàn)菌種的培養(yǎng)和發(fā)酵即可使用在本申請中，先列舉其中一種培養(yǎng)基成分和發(fā)酵條件，如下:
篩選、分離純化和斜面培養(yǎng)基成分:含2-6%蔗糖的馬鈴薯-蔗糖-瓊脂培養(yǎng)基，pH5.5-7.0 ；
種子培養(yǎng)基成分:蔗糖2-6%、磷酸二氫鉀0.1-0.3%、硫酸鎂0.15-0.3%、酵母提取物
0.5-4% ；
發(fā)酵培養(yǎng)基成分:蔗糖5%-60% ；
實(shí)施例一
一、米曲霉菌株的篩選，操作方法如下:
(I)米曲霉菌株分離和純化
從采集的土壤中分離米曲霉菌株，采用常規(guī)的稀釋平板涂布法。分離過程中，對培養(yǎng)出成熟的疑似目的菌落，采取菌落形態(tài)特征觀察，菌體微觀分析等方法進(jìn)行菌株鑒定，確定分離純化的菌株為米曲霉后，挑取成熟單菌落劃線接種分離培養(yǎng)基，對菌株進(jìn)行純化。此步驟重復(fù)4-6次，直至得到單菌落。將分離純化的米曲霉編號后，接種在含2-6%蔗糖的PDA斜面，培養(yǎng)成熟后4°C保存?zhèn)溆谩?br> [0027](2)菌株篩選
用接種環(huán)將上步驟中分離純化并斜面保存的米曲霉菌株，接種在配制好且121°C條件下滅菌30min的以蔗糖為唯一碳源的液體培養(yǎng)基中，30°C 120r/min暗培養(yǎng)，發(fā)酵液用高效液相色譜法分別測定各米曲霉菌株的低聚果糖轉(zhuǎn)化效率。最終，獲得了一株較高轉(zhuǎn)化效率的米曲霉菌株FTST-2-6。篩選過程如下表1。
[0028]表1篩選所獲得菌株轉(zhuǎn)化率比較
【權(quán)利要求】
1.一種米曲霉菌株，其特征是所述米曲霉菌株oryzae) FTST-2-6已于2014年02月24日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號CGMCCN0.8862。
2.—種權(quán)利要求1所述的米曲霉菌株FTST-2-6在發(fā)酵生產(chǎn)低聚果糖中的應(yīng)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于將碳源配制成碳源溶液滅菌后加入發(fā)酵罐，將米曲霉菌株FTST-2-6加入發(fā)酵罐內(nèi)，在厭氧條件下，調(diào)節(jié)pH值5.5-7.0,反應(yīng)溫度28~40°C，厭氧發(fā)酵10~20h，在發(fā)酵液中產(chǎn)生低聚果糖，米曲霉菌株FTST-2-6為經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于菌種溶液加入量為碳源溶液重量的10-30%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的應(yīng)用，其特征在于碳源溶液質(zhì)量濃度為10~60%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的應(yīng)用，其特征在于經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種溶液是通過以下方式得到的:種子培養(yǎng)基滅菌后，挑取斜面菌種一環(huán)，接種在種子培養(yǎng)基中，接種后，在30°C靜置5-10個(gè)小時(shí)，然后30°C條件下恒溫震蕩10-16小時(shí)，得到擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于發(fā)酵液中低聚果糖組分含量為57-64%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于發(fā)酵液精制后糖液透光率大于99%。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于所述碳源為蔗糖。
【文檔編號】C12R1/69GK104031846SQ201410228626
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】孫魯, 邱學(xué)良, 梁學(xué)超, 李毅, 曹玉華, 黃偉紅, 邵競峰 申請人:山東福田藥業(yè)有限公司