微生物发酵法制备壳聚糖

微生物发酵法制备壳聚糖摘要：本文综述了运用微生物法生产壳聚糖，主要介绍了用黑曲霉、雅致放射毛酶、米根霉发酵生产壳聚糖的方法和过程。关键词：壳聚糖 黑曲霉 雅致放射毛酶 米根霉发酵前 言壳聚糖(Chitosan)即脱乙酰甲壳质,系统名称为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-B-D-葡聚糖,是自然界中存在的唯一一种碱性同聚高分子多糖物质。壳聚糖由于具有无毒、可被生物降解、良好的生物相容性和成膜性等优良特性,已在化工、食品、化妆品、环保、医药、农业等方面得到广泛应用。尤其近年发现低分子质量壳聚糖及其降解物具有抗肿瘤、抗菌、激活免疫及保湿等特性,在医疗领域具有广阔的应用前景。目前工业化生产的壳聚糖主要是采用虾、蟹的外壳作为原材料,但原料来源受季节和产地的影响,且易造成环境的污染。近年来国内外从真菌中提取甲壳素/壳聚糖的研究已悄然兴起。20世纪80年代,日本、美国先后开始对微生物发酵生产壳聚糖进行研究,90年代初我国也开始涉足这方面研究,与传统的虾、蟹壳作原材料相比,从真菌细胞壁中提取壳聚糖有很多优点,真菌可通过工业发酵大规模培养,不受原料、季节、地域等方面限制,产品质量和产量易于控制,生产工艺简单,周期短,动力消耗和环境污染小,而且对生产过程中的废弃菌丝体进行处理提取壳聚糖,可变废为宝加强废弃物的综合利用,提高经济效益和社会效益。甲壳素是绝大数真菌细胞壁的主要组成成分，只有少数真菌的细胞壁不含甲壳素。甲壳素处于真菌细胞壁的内层部位，临近质膜，是真菌菌丝尖端延长部位的主要组分，甲壳素的生成与真菌菌丝的生长有密切关系。真菌中的甲壳素是a-甲壳素。甲壳素分子链所形成的纤维可长达几个微米。许多制药和酶制剂的发酵过程产生的下脚料中含有真菌菌丝体，可以从中提取甲壳素，如下文中介绍的从柠檬酸发酵废渣中欧冠呢提取甲壳素那样，此外还可以冲青霉素、链霉素等发酵废液中滤除菌丝体提取甲壳素。一、黑曲霉发酵生产壳聚糖实验室制备菌丝体：1、菌种斜面培养基：土豆培养基:马铃薯20%,蔗糖2%,琼脂2%,pH自然。121灭菌20min。2、4种培养液（1）查氏培养液：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)培养液:葡萄糖4%,蛋白胨2%,pH自然。(3)YEPD培养液:葡萄糖2%,蛋白胨2%,酵母浸出汁1%,pH6.0。以上培养液均经121e灭菌20min后使用。(4) 葡萄糖一玉米浆培养液;蔗糖一玉米浆培养液。图一、黑曲霉在察氏培养基，沙氏培养基，PEDA培养基的生长情况3、甲壳素的提取方法一、稀碱液（1%-2%）分解制备甲壳素。方法二、在稀碱液中电解：称取40g湿菌体于电解装置的1000ml烧杯中，加入一定量、一定浓度的 N a O H 溶液，搅拌混匀后，将反应装置放入20水浴中，在一定的电压(直流恒压)下进行电解，同时进行搅拌。电解结束后，3000r/min 离心15min 得沉淀，再将沉淀离心洗涤至中性。4、甲壳素脱乙酰化制备壳聚糖方法一、浓碱法脱乙酰化：在电解所得的电解产物中加入 300ml50%的NaOH溶液，140油浴中恒温反应 4h，反应过程中进行搅拌，反应结束后，将反应产物离心洗涤至中性。方法二、微波脱乙酰化：20%氢氧化钠溶液,在一定微波火力下,处理一定时间后,离心洗涤沉淀至上清液呈中性。除了实验室制备菌丝体外，柠檬酸废渣是获取黑曲霉菌丝体最廉价的原料。二、丝状真菌-雅致放射毛酶发酵生产壳聚糖丝状真菌细胞中存在着甲壳素合成酶和甲壳素脱乙酰酶，具有自身的催化作用，能把细胞内容物UDP(尿苷二磷酸)-N-乙酰葡萄糖胺转变成壳聚糖。1、培养基灭菌，菌种发酵培养液的ph会直接影响到生产壳聚糖的脱乙酰度，当控制ph在7.47.6时，可获得脱乙酰度为85%90%的壳聚糖。2、壳聚糖的提取菌种培养后取菌丝充分冲洗干净烘干称重,先用稀碱加热脱蛋白,再用稀酸处理提取壳聚糖。用丝状真菌培养法生产壳聚糖是一种无毒害、无污染、提取工艺简单、便于生产的好方法,大有发展前途。三、米根霉米根霉是生产L-乳酸等发酵产品的菌种，用发酵废渣提取壳聚糖也是废物利用的好方法。用米根霉发酵