一株寄生曲霉及其生产苹果酸的发酵方法和应用与流程

本发明涉及生物发酵，具体涉及一株寄生曲霉及其生产苹果酸的发酵方法和应用。

背景技术：

1、苹果酸是人体内部循环的重要中间产物，易被人体吸收，因此作为优异的食品添加剂和功能性食品广泛应用于食品、医疗和保健等领域。

2、苹果酸的生产方法有化学合成法、直接发酵法(一步发酵法)、两步发酵法、酶转化法和固定化细胞转化法。目前，化学合成法已经被淘汰。使用固定化细胞或酶法生产l-苹果酸的成本比较高，相比之下，发酵法生产l-苹果酸，生产成本与产量均比其他的方法占有优势，但是发酵周期长、能耗大是发酵法的缺点。

3、专利号为cn110684673a，名称为l-苹果酸高产菌株及其应用中公开了一株采用物理诱变并自然筛选的黑曲霉菌株，直接采用淀粉质原料进行发酵，发酵温度为32-37℃，发酵周期为72h左右，虽然在发酵原料上的支出成本较低，但是由于发酵温度在发酵工业上并不占优势，对发酵设备要求较高，且发酵周期较长，使得发酵耗能增大，成本提高；

4、专利号为cn101255405a，名称为新构建的高产苹果酸基因工程菌及其生产苹果酸的方法，公开了一株基因工程菌，采用两阶段发酵方式发酵生产苹果酸，但是这种两阶段发酵方式还停留在实验室阶段，操作方法较为繁琐，使用的培养基成本较高，不利于工业化生产发酵；

5、专利号为cn101649300a，名称为一种产l-苹果酸的基因工程菌及其构建方法和应用，公开了一种产苹果酸的基因工程菌，发酵温度为37℃，发酵周期为60h，虽然具备了在工业化生产的能力，但是在发酵产酸阶段，采用二氧化碳维持厌氧环境，将会大大的提高生产成本；

6、综上可知，现有的专利文献中，公开的生产苹果酸的菌株分为基因工程菌和曲霉菌属，而在发酵生产过程中采用的发酵温度为28℃-37℃，为了防止染菌事故的发生，对发酵生产设备要求较高，同时发酵周期较长，发酵能耗较大，成本提高，使得生物法发酵生产苹果酸在工业化生产中的优势不复存在。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种工业化发酵生产苹果酸菌株及其发酵方法和应用。

2、本发明的目的在于提供一种发酵生产苹果酸菌株，该菌株为实验室保藏菌株-寄生曲霉jfjypgs006，并经过co60诱变，筛选驯化后得到，该菌株已于2023年8月31送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，分类命名：寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07，保藏日期为2023年8月31日，保藏编号为cctcc no：m 20231582。

3、本发明的另一个目的在于提供了一种发酵生产苹果酸的方法，在12％的初糖浓度下，利用两阶段发酵方式，40℃-42℃发酵，接种发酵结束的复壮菌株，发酵周期为56h，糖酸转化率达到113.86％；

4、本发明的另一个目的在于提供一种寄生曲霉菌株复壮的方法和培养基，实现菌体的循环利用。

5、本发明的一个目的在于提供了寄生曲霉在发酵生产苹果酸中的应用。

6、为了实现以上技术，本发明采用如下技术措施，

7、寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07的获得

8、取实验室保藏菌株jfjypgs006，经过co60诱变，筛选驯化后得到寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07，分类命名：寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07，保藏编号为cctcc no：m20231582。

9、该寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07发酵生产苹果酸的方法，包括以下步骤：

10、(1)种子液培养：将寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07接种至种子培养基中有氧发酵，实现菌株高速生长，得到种子液备用；

11、(2)高浓度复壮菌液制备：将种子液接种至发酵罐内采用两阶段发酵方式进行发酵培养，发酵结束后的发酵液经过设备分离得到菌丝体和分离液，菌丝体转接至复壮培养基中有氧发酵培养，得到复壮后的高浓度菌液，分离液进入到后续处理阶段，得到产品苹果酸；

12、(3)发酵培养：将复壮后的高浓度菌液接种至发酵罐内进行发酵培养，发酵结束后的发酵液经设备分离得到菌丝体和分离液，重复步骤(2)得到复壮后的高浓度菌液和分离液，将得到的复壮后高浓度菌液进行循环的发酵培养。

13、有氧发酵条件：发酵温度为40℃-42℃，转速150r/min，溶氧量为20％；

14、两阶段发酵方式包括第一有氧发酵和第二缺氧发酵两个阶段：

15、第一阶段有氧发酵条件：发酵温度为40℃-42℃，转速150r/min，溶氧量为20％；

16、第二阶段缺氧发酵条件：发酵温度为40℃-42℃，转速150r/min，溶氧量为6％±2％。

17、种子培养基：葡萄糖20.0g/l，硝酸钠2.0g/l，硫酸铵1.5g/l，酵母粉0.1g/l，nah2po4·h2o 0.15g/l，k2hpo4 0.2g/l，生物素0.045g/l，甜菜碱0.15g/l，硫酸铁0.1g/l；

18、发酵培养基：葡萄糖120.0g/l，硝酸钠2.0g/l，硫酸铵1.5g/l，酵母粉0.1g/l，nah2po4·h2o 0.15g/l，k2hpo4 0.2g/l，生物素0.045g/l，甜菜碱0.15g/l，硫酸铁0.1g/l；

19、复壮培养基：葡萄糖80.0g/l，硝酸钠2.0g/l，硫酸铵1.5g/l，酵母粉0.1g/l，nah2po4·h2o 0.15g/l，k2hpo4 0.2g/l，生物素0.045g/l，甜菜碱0.15g/l，硫酸铁0.1g/l，新霉素2g/l。

20、综上所述，本申请的有益效果：本发明具有以下优势：

21、1.本发明筛选的寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07在高温40℃-42℃下采用两阶段发酵方式，能够大大降低染菌的概率；

22、2.本发明过滤得到初次发酵结束后的菌体，在对菌体进行复壮培养后，转接至发酵罐内进行循环发酵，大大缩短发酵周期，缩短企业回收利益的时间；

23、3.本发明设置的复壮培养基内添加新霉素，在复壮菌株的同时，能够大大的降低染菌概率，保证发酵过程中的菌体循环利用；

24、4.本发明使用高浓度复壮菌液进行发酵生产苹果酸，在初糖浓度为12％的条件下，发酵条件为：发酵温度为40℃-42℃，转速为150r/min时，采用两阶段发酵方式，发酵周期为56h，苹果酸产量可达到85.65g/l，糖酸转化率达到113.86％，，苹果酸产生速率为1.53g/l·h。发酵周期短，转化率高，苹果酸生产速率高，这在降低工业成本的同时，还能大大的缩短企业回收利益的时间。

技术特征：

1.一种寄生曲霉，其特征在于：寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07，保藏编号为：cctcc no：m 20231582。

2.一种发酵生产苹果酸的方法，其特征在于：利用如权利要求1所述的寄生曲霉(aspergillus parasiticus)jfly-07发酵生产苹果酸的方法。

3.根据权利要求2所述的一种发酵生产苹果酸的方法，其特征在于：包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种发酵生产苹果酸的方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种发酵生产苹果酸的方法，其特征在于：

6.权利要求1所述的菌株在发酵生产苹果酸中的应用。

技术总结本发明公开了一株寄生曲霉及其生产苹果酸的发酵方法和应用，一株寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)JFLY‑07，经过诱变驯化，利用发酵结束后的菌体进行复壮后转接至发酵液内，采用两阶段发酵方式，在初糖浓度为12％的情况下，发酵周期为56h，发酵结束后苹果酸含量达到85.65g/L，糖酸转化率达到113.86％，苹果酸产生速率为1.53g/L·h。发酵周期短，转化率高，这在降低工业成本的同时，还能大大的缩短企业回收利益的时间。技术研发人员：刘锋,涂孝翠,刘思涛受保护的技术使用者：吉峰久业生物科技（天津）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10