营养条件调控马疫链球菌生产高分子量透明质酸的研究(4)
邓静等人在摇瓶发酵过程中向培养基添加氧载体正己烷，考察其对兽疫链球菌发酵生产透明质酸的影响。结果显示，发酵5 h 时添加0.5％正己烷，500 ml 摇瓶装液量50 ml，37 ℃振荡(220 r/min) 培养30 h，透明质酸产量为0.585 g/L，较不添加正己烷的对照提高了24.2％[12]，此项研究证实了在不良培养条件下，发酵兽疫链球菌可以增加透明质酸的产量；
成霞等人研究了搅拌转速、初糖浓度及通气量对兽疫链球菌发酵生产透明质酸的影响. 研究结果表明，搅拌转速对透明质酸产量及分子量影响很大，搅拌转速为200 r/min 时透明质酸产量达到5.3 g/L，平均分子量达到1.88×106 Da，产率系数为0.13 g/g；初始葡萄糖浓度为65.8 g/L 时有利于透明质酸的生产，产量达5.9g/L，平均分子量达1.90×106 Da，产率系数为0.17 g/g；通气量对透明质酸的发酵也有较大影响，通气量为1.2 L/(min•L)时透明质酸的产量及分子量均高于0.5 L/(min•L)时的发酵结果[13]，此结果说明发酵过程中搅拌速度以及葡萄糖浓度和通气量对透明质酸的分子量和产率有显著影响；
张容鹄等人对马疫链球菌SH-5生产透明质酸的营养条件进行了研究, 摇瓶发酵实验表明该菌株的适宜氮源为酵母膏和牛肉膏以2：1 组成的混合氮源,在碳氮比为2：1 时有利于透明质酸的合成和菌体的生长; 通过正交实验摸索出营养培养基的最佳配比为葡萄糖5%,酵母粉6.67%,牛肉膏3.33%,MgSO4•7H2O 0.1%, MnSO4•4H2O 0.02%, NaHCO3 0. 3% , Na2HPO4 0. 5 ‰ , 尿嘧啶0. 08‰[5]，此研究不仅证实的了马疫链球菌可以作为发酵菌株经行透明质酸的生产，而且说明了发酵马疫链球菌所需要的较为合适的培养基成分以及配比；
冯建成等人对经紫外诱变, 筛选出的突变菌株马疫链球菌SH- 2, 进行发酵条件的优化实验, 通过单因素实验确定最佳摇瓶条件是种龄14- 16h, 初始pH7. 6, 发酵温度37℃, 发酵时间44h; 通过多因素正交实验摸索出营养培养基的最佳配比为: 葡萄糖5%,酵母粉6. 67%, 牛肉膏3. 33%, MgSO4•7H2O 0. 1%,MnSO4•4H2O 0. 02%, NaHCO3 0. 3%, Na2HPO4 0. 15%, NaCl 0. 3% [4]；
1.5国内透明质酸发展的问题以及解决方向
目前，我国透明质酸生产发展存在的主要瓶颈和需要解决的问题主要有以下几个方面:
( 1) 菌种产量低: 我国有文献报道，在实验室水平上产量能达到6～8 g /L 左右，但是应用到产业以后，受原料和发酵条件等影响，产量可能会低很多，距离国际上的工厂发酵水平8～10 g /L 以上还有很大的差距。因此采用传统的诱变育种或基因工程手段获得高产的菌种是一个重要的应用研究方向。
( 2) 分子小且不均一: 影响透明质酸分子大小因素有很多，据文献报道，在发酵过程中，溶氧、pH、温度都可以影响分子的大小。
( 3) 发酵工艺不成熟: 动力学是应用现代发酵技术的基础，对其进行研究，可以了解发酵过程的规律，从而对生产过程进行优化和控制，以获得高底物转化率和高生产强度。
( 4) 发酵机理不清楚: 据现有的文献报道，仅有很少的底物可以转化为透明质酸，尽管透明质酸的合成途径的研究已进行到分子水平，但还没有一套可行且能有效的大幅提高透明质酸产量的理论。[11]
1.6本课题的研究目的和意义
通过对马疫链球菌发酵生产透明质酸发酵过程中营养条件，如：碳氮源种类和添加量；溶氧水平；外源氧化胁迫剂添加剂量、浓度及加入方式、搅拌转速与溶氧协调等的控制，使发酵液中透明质酸的分子量提高到医药级水平摇瓶发酵条件进行优化，考察优化条件对透明质酸产量的影响，为工业化生产提供参考