微生物發(fā)酵法制備殼聚糖

微生物發(fā)酵法制備殼聚糖摘要：本文綜述了運用微生物法生產殼聚糖，主要介紹了用黑曲霉、雅致放射毛酶、米根霉發(fā)酵生產殼聚糖的方法和過程。關鍵詞：殼聚糖 黑曲霉 雅致放射毛酶 米根霉發(fā)酵前 言殼聚糖(Chitosan)即脫乙酰甲殼質,系統(tǒng)名稱為(1,4)-2-氨基-2-脫氧-B-D-葡聚糖,是自然界中存在的唯一一種堿性同聚高分子多糖物質。殼聚糖由于具有無毒、可被生物降解、良好的生物相容性和成膜性等優(yōu)良特性,已在化工、食品、化妝品、環(huán)保、醫(yī)藥、農業(yè)等方面得到廣泛應用。尤其近年發(fā)現低分子質量殼聚糖及其降解物具有抗腫瘤、抗菌、激活免疫及保濕等特性,在醫(yī)療領域具有廣闊的應用前景。目前工業(yè)化生產的殼聚糖主要是采用蝦、蟹的外殼作為原材料,但原料來源受季節(jié)和產地的影響,且易造成環(huán)境的污染。近年來國內外從真菌中提取甲殼素/殼聚糖的研究已悄然興起。20世紀80年代,日本、美國先后開始對微生物發(fā)酵生產殼聚糖進行研究,90年代初我國也開始涉足這方面研究,與傳統(tǒng)的蝦、蟹殼作原材料相比,從真菌細胞壁中提取殼聚糖有很多優(yōu)點,真菌可通過工業(yè)發(fā)酵大規(guī)模培養(yǎng),不受原料、季節(jié)、地域等方面限制,產品質量和產量易于控制,生產工藝簡單,周期短,動力消耗和環(huán)境污染小,而且對生產過程中的廢棄菌絲體進行處理提取殼聚糖,可變廢為寶加強廢棄物的綜合利用,提高經濟效益和社會效益。甲殼素是絕大數真菌細胞壁的主要組成成分，只有少數真菌的細胞壁不含甲殼素。甲殼素處于真菌細胞壁的內層部位，臨近質膜，是真菌菌絲尖端延長部位的主要組分，甲殼素的生成與真菌菌絲的生長有密切關系。真菌中的甲殼素是a-甲殼素。甲殼素分子鏈所形成的纖維可長達幾個微米。許多制藥和酶制劑的發(fā)酵過程產生的下腳料中含有真菌菌絲體，可以從中提取甲殼素，如下文中介紹的從檸檬酸發(fā)酵廢渣中歐冠呢提取甲殼素那樣，此外還可以沖青霉素、鏈霉素等發(fā)酵廢液中濾除菌絲體提取甲殼素。一、黑曲霉發(fā)酵生產殼聚糖實驗室制備菌絲體：1、菌種斜面培養(yǎng)基：土豆培養(yǎng)基:馬鈴薯20%,蔗糖2%,瓊脂2%,pH自然。121滅菌20min。2、4種培養(yǎng)液（1）查氏培養(yǎng)液：蔗糖3%,NaNO3 0.2%,K2HPO4 0.1%,MgSO47H2O 0.05%,FeSO4 0.001%,KCl 0.05%,pH7.2-7.4。(2) 沙氏(Sabourand)培養(yǎng)液:葡萄糖4%,蛋白胨2%,pH自然。(3)YEPD培養(yǎng)液:葡萄糖2%,蛋白胨2%,酵母浸出汁1%,pH6.0。以上培養(yǎng)液均經121e滅菌20min后使用。(4) 葡萄糖一玉米漿培養(yǎng)液;蔗糖一玉米漿培養(yǎng)液。圖一、黑曲霉在察氏培養(yǎng)基，沙氏培養(yǎng)基，PEDA培養(yǎng)基的生長情況3、甲殼素的提取方法一、稀堿液（1%-2%）分解制備甲殼素。方法二、在稀堿液中電解：稱取40g濕菌體于電解裝置的1000ml燒杯中，加入一定量、一定濃度的 N a O H 溶液，攪拌混勻后，將反應裝置放入20水浴中，在一定的電壓(直流恒壓)下進行電解，同時進行攪拌。電解結束后，3000r/min 離心15min 得沉淀，再將沉淀離心洗滌至中性。4、甲殼素脫乙?；苽錃ぞ厶欠椒ㄒ?、濃堿法脫乙?；涸陔娊馑玫碾娊猱a物中加入 300ml50%的NaOH溶液，140油浴中恒溫反應 4h，反應過程中進行攪拌，反應結束后，將反應產物離心洗滌至中性。方法二、微波脫乙?；?0%氫氧化鈉溶液,在一定微波火力下,處理一定時間后,離心洗滌沉淀至上清液呈中性。除了實驗室制備菌絲體外，檸檬酸廢渣是獲取黑曲霉菌絲體最廉價的原料。二、絲狀真菌-雅致放射毛酶發(fā)酵生產殼聚糖絲狀真菌細胞中存在著甲殼素合成酶和甲殼素脫乙酰酶，具有自身的催化作用，能把細胞內容物UDP(尿苷二磷酸)-N-乙酰葡萄糖胺轉變成殼聚糖。1、培養(yǎng)基滅菌，菌種發(fā)酵培養(yǎng)液的ph會直接影響到生產殼聚糖的脫乙酰度，當控制ph在7.47.6時，可獲得脫乙酰度為85%90%的殼聚糖。2、殼聚糖的提取菌種培養(yǎng)后取菌絲充分沖洗干凈烘干稱重,先用稀堿加熱脫蛋白,再用稀酸處理提取殼聚糖。用絲狀真菌培養(yǎng)法生產殼聚糖是一種無毒害、無污染、提取工藝簡單、便于生產的好方法,大有發(fā)展前途。三、米根霉米根霉是生產L-乳酸等發(fā)酵產品的菌種，用發(fā)酵廢渣提取殼聚糖也是廢物利用的好方法。用米根霉發(fā)酵