[科普中国]-胨氮

蛹虫草深层发酵

在高等真菌深层发酵过程中，种子的制备、培养基和发酵操作条件是3个主要影响因素，其中种子的制备是生物量的产生和次生代谢产物积累的基础。目前，液体菌种在蛹虫草人工栽培中得到广泛的应用，与传统的固体接种相比，液体菌种的优势是有生产自动化和集约化程度高，缩短发菌时间，降低菌种污染率，菌种生产成本低，菌种质量有较大提高。在真菌液体菌种尤其是一级种的制作过程中，接种孢子的浓度对种子液的状态有直接的影响，而种子液的状态又是决定发酵生产成功与否的重要因素。该研究发现在50mL一级种子培养液中接种孢子浓度3.0×10^8cfu·mL-1时，菌丝球的数量、大小、均匀程度、种子液的澄清度均处在最佳的状态，且具有最大的有效接种体积，因此，接种孢子浓度3.0×10^8cfu·mL-1时制作的母种最适合作为蛹虫草菌种扩大培养中的一级种子液。在制作液体种子液过程中，选用无菌透气封口膜（12cm×12cm）代替棉塞，定期对培养室和摇床等进行消毒，培养的时间不宜过长，可较好的防止绿霉菌和黄曲霉等杂菌对种子液的污染。

蛹虫草的发酵特性蛹虫草可以很好的利用单糖、二糖，试验结果也证明这一点，筛选出的产虫草素发酵培养基的最佳速效碳源为葡萄糖和蔗糖。在工业生产中葡萄糖被淀粉水解糖所代替，淀粉质原料作为微生物工业常用的原料之一，经糖化所制得的糖液即为淀粉水解糖，它所含主要成分就是葡萄糖，从以后工业化生产方面考虑，选择葡萄糖作为深层发酵培养基的碳源。此外，将土豆作为缓效碳源添加到发酵培养基培中，可以有效地提高蛹虫草的生物量和胞外虫草素的产量，使虫草素总产量提高近20%。土豆浸汁容易获得，成本低且营养较丰富，可在发酵后期为蛹虫草NS-810菌株提供充足的碳源，延长了产生虫草素的过程。因此，土豆汤作为深层发酵培养基中的缓效碳源，达到了降低成本和提高虫草素产量的目的。

鱼蛋白胨鱼蛋白胨为鱼蛋白酶解或微生物发酵法而成的短肽链、小分子多肽（胨氮含量高）（小分子肽含量高于骨蛋白胨）和各种氨基酸等，及氨基氮的粉末状产品，其中小分子肽含量高于骨蛋白胨，有较好的水溶性，易于微生物吸收，可为微生物发酵提供高含量优质有机氮源。蛹虫草作为虫生真菌，动物蛋白对其生长发育更为有利，温鲁等以鱼粉为氮源液体培养蛹虫草虫草素，鱼粉表现较好。所以该研究选用鱼蛋白胨作为氮源，发现能有效提高虫草素的产量，鱼蛋白胨成本廉价且来源广泛，作为发酵培养基的氮源可以大大降低生产成本，这对于菌株NS-810在虫草素产业化生产方面具有重要的意义。该研究还发现，添加无机氮源NH4+对虫草素的生成起促进作用，这与陈磊研究结果与相一致。铵盐是一种低廉的、效果很好的无机氮源，NH4+被蛹虫草细胞用来合成谷氨酰胺，谷氨酰胺在生物合成反应中充当氮的供体，也是核苷的间接前体，并生成核苷，而虫草素是核苷的衍生物，这可能是发酵培养中添加NH4+会提高虫草素含量的原因1。