CN102978261A

CN102978261A - 一种高麦芽糖浆及利用其提高阿卡波糖发酵单位的方法

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Publication number: CN102978261A
Application number: CN201210503105XA
Authority: CN
Inventors: 陈学军; 曹云峰; 唐丽娜; 付海云; 陈培新; 李英然; 何茹; 贾伟娜; 马蕙; 陈乔; 杨子娇; 刘立峰; 谭锟
Original assignee: HEBEI HUARONG PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: HEBEI HUARONG PHARMACEUTICAL CO Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: CN102978261B

Abstract

一种高麦芽糖浆及利用其提高阿卡波糖发酵单位的方法，所述高麦芽糖浆内包含麦芽糖、三糖、四糖及四糖以上成分，所述高麦芽糖浆中葡萄糖含量为0。本发明还提供了提高阿卡波糖发酵单位的方法，它利用本发明的高麦芽糖浆在培养基中进行培养；所述培养基为斜面培养基、母瓶种子培养基和发酵瓶培养基。本发明通过对其中三糖、四糖及以上各组分的调节，有效的提高了发酵水平，避免了因碳源组分浓度不合适使菌体生物合成受到抑制的弊病，更有利于提高阿卡波糖生物合成代谢的进行，提高了发酵指标。

Description

一种高麦芽糖浆及利用其提高阿卡波糖发酵单位的方法

技术领域

本发明涉及一种高麦芽糖浆及利用其提高阿卡波糖发酵单位的方法，属医药技术领域。

背景技术

阿卡波糖是游动放线菌(Actinoplanes sp．)产生的次级代谢产物。因其具有抑制Q-葡萄糖苷酶的活性，可以降低人体肠道内多糖及寡糖的分解，进而降低血糖浓度，因此在临床上作为治疗糖尿病的药物。

在微生物发酵过程中，碳源是构成菌体成分的重要元素，同时也是产生各种代谢产物和细胞内贮藏物质的主要原料。阿卡波糖分子具有假性四糖结构，这表明其生物合成与碳源物质的分解代谢有着密切的关系。对阿卡波糖生物合成途径的研究表明，形成1分子的阿卡波糖，理论上需要两分子的葡萄糖和一分子的麦芽糖。发酵产阿卡波糖的碳源控制工艺，必须严格控制葡萄糖的含量并保持麦芽糖在发酵液中的高浓度来提高阿卡波糖的合成。发酵过程中培养基碳源成分对于阿卡波糖发酵生产具有重要的意义。

由于在工业大生产中，阿卡波糖发酵生产中一般利用高麦芽糖浆和葡萄糖作为碳源，高麦芽糖浆由淀粉乳加入不同种类的酶加工而成，由于酶的种类和加量的不同会导致高麦芽糖浆内各个组分发生变化，高麦芽糖浆一般含有麦芽糖、葡萄糖、三糖和四糖及四糖以上的糖组成，因而其复合成份及各成份比例对阿卡波糖产生菌的生长和阿卡波糖合成代谢有直接的作用，目前暂未有报道研究阿卡波糖发酵碳源，三糖、四糖及四糖以上的比例对阿卡波糖发酵产量影响的详细试验或生产数据，此为一项空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术之缺陷提供一种高麦芽糖浆，该高麦芽糖浆有利于阿卡波糖生物合成代谢的进行，从而提高发酵指标。此外，本发明进一步提供利用该高麦芽糖浆提高阿卡波糖发酵单位的方法。

本发明所述技术问题是由以下技术方案实现的。

一种高麦芽糖浆，包含麦芽糖、三糖、四糖及四糖以上成分，葡萄糖含量为零。

上述高麦芽糖浆，所述三糖占高麦糖浆折干后的总糖质量%为3.0-9.0%，优选6.0-8.0%；所述四糖及四糖以上比例为6-12%，优选8-10%；所述比例为折干后的色谱纯度。

一种提高阿卡波糖发酵单位的方法，其利用上述高麦芽糖浆在培养基中进行。

上述提高阿卡波糖发酵单位的方法，所述培养基为斜面培养基、母瓶种子培养基和发酵瓶培养基。

所述斜面培养基组成(g/L):蔗糖30 g/L、蛋白陈5 g/L、KC1 0. 5 g/L 、K₂HPO₄ 1. 0 g/L 、L-酪氨酸1 g/L 、MgS04 0. 5 g/L、琼脂20 g/L 、溶剂为水，初始pH为7.0；所述母瓶培养基组成：淀粉 10g/L、黄豆饼粉 10g/L、CaCO₃ 2g/L、甘油 20g/L，溶剂为水，初始pH为7.0；所述发酵瓶培养基组成：麦芽糖 60g/L、葡萄糖 20g/L、黄豆饼粉 15g/L、FeCl₃ 0.5 g/L、CaCL₂ 2 g/L、 CaCO₃ 4 g/L、谷氨酸钠 2 g/L、K₂HPO₄ 1 g/L，溶剂为水，初始pH为7.0 ；所述发酵瓶中使用的麦芽糖为高麦糖浆中的麦芽糖组分折纯后的量，折纯计算方法为：高麦糖浆质量*糖浓度*麦芽糖含量=纯品麦芽糖质量。

上述提高阿卡波糖发酵单位的方法，具体操作按如下步骤进行：

(1) 母瓶种子培养

母瓶使用培养好的新鲜斜面进行挖块法接种，在27℃温度条件下，在摇床上以280r/min的转速振荡培养2-3天，制得母瓶种子液；

(2) 摇瓶发酵

将培养好的母瓶种子液接至灭菌后的发酵培养基中，接种量15%，发酵摇瓶在27℃温度条件下以280r/min的转速振荡培养168 h 。

本发明详细研究了阿卡波糖发酵生产过程中，所述高麦芽糖浆中三糖和四糖及四糖以上组分的比例，有利于实际大生产中对阿卡波糖发酵培养基中碳源的控制。本发明通过对其中三糖、四糖及以上各组分的调节，有效提高了发酵水平，避免了因碳源组分浓度不合适使菌体生物合成受到抑制的弊病，更有利于提高阿卡波糖生物合成代谢的进行，提高了发酵指标。

阿卡波糖由氨基环醇、42氨基24, 62二脱氧葡萄糖和一分子麦芽糖三部分组成。经发明人试验发现麦芽糖与葡萄糖是最好的混合碳源。在研究以游动放线菌的变种游动放线菌CKD2485216为阿卡波糖产生菌种的过程,在发酵早期就有阿卡波糖的形成,其浓度随着菌体的生长而升高,在发酵末期,副产物组分C开始积累。葡萄糖和麦芽糖既是能源物质又是阿卡波糖的前体物质。葡萄糖在发酵早期就被消耗尽,而麦芽糖在整个发酵过程中缓慢地被利用,并在葡萄糖耗尽之后,充当能源物质。因为麦芽糖会直接掺入阿卡波糖的结构中,所以葡萄糖在早期的消耗会导致后期麦芽糖含量的减少,进而影响了阿卡波糖的产量。因此必须严格控制葡萄糖的含量并保持麦芽糖在发酵液中的高浓度来提高阿卡波糖的合成。

具体实施方式

高麦芽糖浆是以淀粉为原料，经过酶法水解而成的以麦芽糖为主的糖浆。高麦芽糖浆是一种麦芽糖含量较高（≥70%），葡萄糖含量较低（≤10%）的淀粉糖浆，是一种无色透明的粘稠的液体，低甜度，有麦芽香味。高麦芽糖的生产工序为：淀粉（或淀粉乳）---调浆--- 一次喷射---液化---- 二次喷射----糖化----活性炭脱色----除渣----高麦芽糖。

以下结合实施例对本发明作进一步详述。

实施例1 采用正交实验摸索合适阿卡波糖放线菌发酵的高麦芽糖浆组分比例，得到适合的高麦芽糖浆三糖和四糖及四糖以上比例。

所述正交实验对阿卡波糖放线菌的发酵培养基中高麦芽糖浆组分比例进行优化的步骤为:

（1）制备含不同比例的三糖、四糖及四糖以上成分且葡萄糖含量为0的高麦芽糖浆。用不同组分比例的糖浆和纯品麦芽糖配制出三糖比例在3-21%、四糖及四糖比例在3-21%的高麦芽糖浆，做高麦芽糖浆中三糖、四糖及四糖以上组分对发酵单位影响的正交实验（糖比例为折干后的色谱纯度，单位为质量%）：

用上述糖浆进行发酵培养168h后检测发酵单位：

Figure 201210503105X100002DEST_PATH_IMAGE001

；根据上表可以看出高麦芽糖浆中三糖的比例在3-9%，四糖及四糖以上在6-12%为佳。

（2）制备含不同比例的三糖、四糖及四糖以上成分且葡萄糖含量为0的高麦芽糖浆。用不同组分比例的糖浆和纯品麦芽糖配制出三糖比例在3-9%、四糖及四糖比例6-12%的高麦芽糖浆，做高麦芽糖浆中三糖、四糖及四糖以上组分对发酵单位影响的正交实验：

Figure 201210503105X100002DEST_PATH_IMAGE002

；根据上表可以看出高麦芽糖浆中各组分最佳比例为三糖6-8%、四糖及四糖以上在8-10%。

实施例2 利用高麦芽糖浆提高阿卡波糖发酵单位

用不同的高麦糖浆进行发酵罐验证（种子罐料液体积1000L，发酵罐料液体积6200L，投料量为配方等比例扩大）

3、高麦芽糖浆组成：

Figure 201210503105X100002DEST_PATH_IMAGE003

；3组平行实验结果：

编号	发酵单位
		1	4258
2	4223
		3	4290
平均	4257

二、高麦芽糖浆组成：

Figure 201210503105X100002DEST_PATH_IMAGE004

；3组平行实验结果：

编号	发酵单位
		1	4345
2	4332
		3	4325
平均	4334

三、高麦芽糖浆组成：

Figure 201210503105X100002DEST_PATH_IMAGE005

；3组平行实验结果：

编号	发酵单位
		1	3879
2	3869
		3	3871
平均	3873

四、高麦芽糖浆组成：

Figure 201210503105X100002DEST_PATH_IMAGE006

；3组平行实验结果：

编号	发酵单位
		1	4672
2	4671
		3	4650
平均	4664

五、高麦芽糖浆组成：

Figure 201210503105X100002DEST_PATH_IMAGE007

；3组平行实验结果：

编号	发酵单位
		1	4670
2	4671
		3	4679
平均	4673

六、高麦芽糖浆组成：

Figure 201210503105X100002DEST_PATH_IMAGE008

；3组平行实验结果：

编号	发酵单位
		1	4667
2	4674
		3	4681
平均	4674

Claims

1.一种高麦芽糖浆，它包含麦芽糖、三糖、四糖及四糖以上成分，其特征在于，所述三糖占高麦糖浆折干后的总糖质量%为3.0-9.0%；所述四糖及四糖以上质量%比例为6-12%；所述比例为折干后的色谱纯度。

2.根据权利要求1所述的高麦芽糖浆，其特征在于，所述三糖质量%比例为6.0-8.0%；所述四糖及四糖以上质量%比例为8-10%；所述比例为折干后的色谱纯度。

3.一种提高阿卡波糖发酵单位的方法，其特征在于，它利用权利要求1、2或3权利要求所述的高麦芽糖浆在培养基中进行；所述培养基为斜面培养基、母瓶种子培养基和发酵瓶培养基。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述斜面培养基组成(g/L):蔗糖30 g/L、蛋白陈5 g/L、KC1 0. 5 g/L 、K₂HPO₄ 1. 0 g/L 、L-酪氨酸1 g/L 、MgS04 0. 5 g/L、琼脂20 g/L 、溶剂为水，初始pH为7.0；所述母瓶培养基组成：淀粉 10g/L、黄豆饼粉 10g/L、CaCO₃ 2g/L、甘油 20g/L，溶剂为水，初始pH为7.0；所述发酵瓶培养基组成：麦芽糖 60g/L、葡萄糖 20g/L、黄豆饼粉 15g/L、FeCl₃ 0.5 g/L、CaCL₂ 2 g/L、 CaCO₃ 4 g/L、谷氨酸钠 2 g/L、K₂HPO₄ 1 g/L，溶剂为水，初始pH为7.0 。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，具体操作按如下步骤进行：

(1) 母瓶种子培养

每支培养好的新鲜斜面用挖块法接种，接种量为1*1.5cm²/个母瓶，母瓶种子培养基装量为20%的500m1三角瓶中，27℃温度条件下，在摇床上以280r/min的转速振荡培养48 h，制得摇瓶种子液；

(2) 摇瓶发酵

按15%接种量将培养好的母瓶种子液接至发酵培养基装量为10%的500 m1三角瓶中，27℃温度条件下以280r/min的转速振荡培养168 h 。