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(yùn)用微生物法生產(chǎn)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(chǎn)殼聚糖的方法和過程。關(guān)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(zhì),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(zhì)。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(nóng)業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。尤其近年發(fā)現(xiàn)低分子質(zhì)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(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前工業(yè)化生產(chǎn)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(chǎn)地的影響,且易造成環(huán)境的污染。近年來國內(nèi)外從真菌中提取甲殼素/殼聚糖的研究已悄然興起。20世紀(jì)80年代,日本、美國先后開始對(duì)微生物發(fā)酵生產(chǎn)殼聚糖進(jìn)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(xì)胞壁中提取殼聚糖有很多優(yōu)點(diǎn),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(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量易于控制,生產(chǎn)工藝簡單,周期短,動(dòng)力消耗和環(huán)境污染小,而且對(duì)生產(chǎn)過程中的廢棄菌絲體進(jìn)行處理提取殼聚糖,可變廢為寶加強(qiáng)廢棄物的綜合利用,提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。甲殼素是絕大數(shù)真菌細(xì)胞壁的主要組成成分，只有少數(shù)真菌的細(xì)胞壁不含甲殼素。甲殼素處于真菌細(xì)胞壁的內(nèi)層部位，臨近質(zhì)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(guān)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(dá)幾個(gè)微米。許多制藥和酶制劑的發(fā)酵過程產(chǎn)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(chǎn)殼聚糖實(shí)驗(yàn)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(jīng)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(yīng)裝置放入20水浴中，在一定的電壓(直流恒壓)下進(jìn)行電解，同時(shí)進(jìn)行攪拌。電解結(jié)束后，3000r/min 離心15min 得沉淀，再將沉淀離心洗滌至中性。4、甲殼素脫乙酰化制備殼聚糖方法一、濃堿法脫乙?；涸陔娊馑玫碾娊猱a(chǎn)物中加入 300ml50%的NaOH溶液，140油浴中恒溫反應(yīng) 4h，反應(yīng)過程中進(jìn)行攪拌，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物離心洗滌至中性。方法二、微波脫乙酰化：20%氫氧化鈉溶液,在一定微波火力下,處理一定時(shí)間后,離心洗滌沉淀至上清液呈中性。除了實(shí)驗(yàn)室制備菌絲體外，檸檬酸廢渣是獲取黑曲霉菌絲體最廉價(jià)的原料。二、絲狀真菌-雅致放射毛酶發(fā)酵生產(chǎn)殼聚糖絲狀真菌細(xì)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(xì)胞內(nèi)容物UDP(尿苷二磷酸)-N-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)變成殼聚糖。1、培養(yǎng)基滅菌，菌種發(fā)酵培養(yǎng)液的ph會(huì)直接影響到生產(chǎn)殼聚糖的脫乙酰度，當(dāng)控制ph在7.47.6時(shí)，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(chǎn)殼聚糖是一種無毒害、無污染、提取工藝簡單、便于生產(chǎn)的好方法,大有發(fā)展前途。三、米根霉米根霉是生產(chǎn)L-乳酸等發(fā)酵產(chǎn)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