[发明专利]一种磁场辅助黄杆菌液态发酵制备维生素K2的方法

说明书

本发明中公开了一种磁场辅助黄杆菌液态发酵制备维生素K2的方法，属于微生物发酵技术领域。所述方法步骤如下：（1）将活化后的黄杆菌种接种于种子培养基中，经种子培养，制得种子液；（2）将步骤（1）制得的种子液转接于发酵培养基中，在其生长周期中加入磁场辅助处理促进发酵，得到磁场处理后的发酵产物；（3）对磁场辅助处理条件下的发酵培养基进行优化，可使黄杆菌的发酵产物维生素K2的产量提高了30‑60%，该方法步骤简单，易于操作。

技术领域

本发明涉及一种磁场辅助黄杆菌液态发酵制备维生素K2的方法，属于微生物发酵技术领域。

背景技术

维生素K2（menaquinone，简写为MK，甲萘醌类），是一种具有叶绿醌生物活性的萘醌基团的衍生物，脂溶性维生素。依据C-3上异戊二烯侧链长度的不同，MK共有14种，通常以MK-n表示，其中n指的是侧链上异戊二烯单元的个数。目前研究结果表明，能够合成MK的生物都是原核生物。一般地，革兰氏阳性菌能够合成MK；革兰氏阴性菌中，专性厌氧菌能够合成MK，兼性厌氧菌不但能够合成MK而且能合成辅酶Q(CoQ)，而需氧菌不能合成MK，只能产生CoQ。然而，能够合成较高产量MK的菌种为数不多。考查已有的相关研究文献不难发现，能够进行发酵生产MK的菌种主要是属于革兰氏阴性菌的黄杆菌(Flavobacterium sp.)，该菌种目前主要合成MK-4和MK-6；属于革兰氏阳性菌的枯草杆菌(Bacillus subtilis natto，日本文献称之为纳豆菌)，主要合成MK-7。

维生素K2具有良好的促进凝血、预防和治疗骨质疏松的功效，同时还能改善动脉硬化，对肝癌和白血病也有预防和治疗作用，早在1995 年日本已经将维生素K2作为骨质疏松治疗药物。目前，维生素K2主要用化学手段合成，利用微生物法生产维生素K2还处于起步阶段。由于化学法存在环境污染和产物生物活性低等问题，而生物法生产的维生素K2可使血清维生素K2保持较高水平，因此近年来众多的研究者开始进行微生物法生产维生素K2。

磁场具有生物效应，受磁场作用的生物的形态、行为、生理功能等方面会发生不同程度的变化。随着外加磁场的强度增加，磁场所能影响的物质由磁性粒子，带金属离子的生物分子，逐步发展到抗磁性的生物分子，并导致生命体的不同定向状态。王蓓等研究发现，静磁场可显著促进樟芝菌丝体液态发酵，同时显著提高发酵产物中三萜的产量（王蓓，王薇薇，马海乐，等。静磁场辅助液态发酵对樟芝菌丝体及三萜产量的影响[J]。中国农业科技导报，2015，17(5):99-105.）。Kazumasa O和Okuno K等用两株大肠杆菌(ZK126Na～r 和ZK126Sm～r)来研究不同强度磁场对其在固定相中生长的影响，发现其在5.2-6.1T高强度磁场下生长具有明显的优势（Okuno K, Fujinami R, Ano T, et al. Disappearance ofgrowth advantage in stationary phase (GASP) phenomenon under a high magneticfield[J]. Bioelectrochemistry, 2001, 53(2):165）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁场辅助黄杆菌液态发酵制备维生素K2的方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种磁场辅助黄杆菌液态发酵制备维生素K2的方法，包括一发酵装置，该发酵装置包括发酵罐、蠕动泵和磁场；所述发酵罐的出料口通过第一管路与蠕动泵的进料口连通，所述蠕动泵的出料口通过第二管路与发酵罐的进料口连通，所述第一管路或/和第二管路穿过所述磁场设置；

将黄杆菌种子液接种至装有无菌发酵培养基的发酵罐中进行培养；在接种后的0-24小时内启动蠕动泵，以使发酵液循环流动。

优选的技术方案为：包括两间隔设置的钕铁硼磁铁，所述第一管路或/和第二管路从所述两间隔设置的钕铁硼磁铁之间穿过。

优选的技术方案为：在接种后的0-24小时内，向发酵罐中加入胆碱、蛋氨酸、叶酸、维生素B12、甜菜碱中的至少一种。