張丹峰，楊培周，操麗麗，姜紹通*

（合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230009）

粘質(zhì)沙雷氏菌搖瓶發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素的工藝優(yōu)化

張丹峰，楊培周，操麗麗，姜紹通*

（合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230009）

為提高靈菌紅素產(chǎn)率，本研究通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化粘質(zhì)沙雷氏菌發(fā)酵培養(yǎng)基組分和發(fā)酵條件，結(jié)果表明，最佳培養(yǎng)基配方為：一級(jí)大豆油、蛋白胨、NaCl和K2HPO4的添加量分別為4 mL/100 g、1.5%、0.15%和0.15%；最佳發(fā)酵條件為：溫度30 ℃、接種量1%、裝液量70 mL/250 mL三角瓶、振蕩培養(yǎng)轉(zhuǎn)速200 r/min，發(fā)酵36 h后，靈菌紅素的產(chǎn)量最大，為2.98 g/L。粘質(zhì)沙雷氏菌的胞外脂肪酶活力為15 U/mL。

粘質(zhì)沙雷氏菌；靈菌紅素；單因素試驗(yàn)；正交試驗(yàn)

靈菌紅素是由粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia marcescens）產(chǎn)生的一種次級(jí)代謝產(chǎn)物，具有對綠色的反光性的脂溶性色素，易溶于氯仿、甲醇、苯和正己烷等有機(jī)溶劑，難溶于水。在酸性條件下呈現(xiàn)紅色，堿性條件下呈黃色［1］，具有抗細(xì)菌、抗真菌、抗瘧疾、免疫抑制和抗腫瘤等功能活性［2-3］。近年來的研究結(jié)果表明，該色素對癌細(xì)胞具有較強(qiáng)的抑制作用，相比傳統(tǒng)的抗癌藥物，靈菌紅素具有副作用小及針對性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，是極具開發(fā)潛力的抗腫瘤藥物［4］。

粘質(zhì)沙雷氏菌能夠以甘油、乙醇和油料作物種子粉末等為底物，發(fā)酵生產(chǎn)靈菌紅素［5］。然而，目前的發(fā)酵生產(chǎn)靈菌紅素存在的主要問題為：1）底物的純度，例如甘油等屬于化工加工的中間產(chǎn)物，批次間的純度變化較大，提高作為藥品的靈菌紅素產(chǎn)品純度，避免發(fā)酵過程的中間污染是其中的重要環(huán)節(jié)；2）底物的穩(wěn)定性，例如乙醇等原料屬于揮發(fā)性，在處理和發(fā)酵過程中容易揮發(fā)損失，不利于工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)［6］；3）菌株代謝，例如油料種子粉末等固體底物與菌株的接觸面小，而靈菌紅素屬于典型的次生代謝產(chǎn)物，容易受到外界環(huán)境的影響，以固體為底物不利于菌株穩(wěn)定表達(dá)靈菌紅素；4）價(jià)格和底物利用率，菌株對揮發(fā)性底物等的利用率偏低，增加生產(chǎn)成本，影響靈菌紅素的開發(fā)價(jià)值。因此，開發(fā)能夠降低發(fā)酵成本，提高發(fā)酵速率的新型發(fā)酵底物，對于深度開發(fā)具有抗癌抗腫瘤的新型藥物-靈菌紅素具有重要意義［7］。已報(bào)道的靈菌紅素的產(chǎn)率大多為500～2 000 mg/L［8］，為提高靈菌紅素的產(chǎn)率，本研究以價(jià)格相對較低的一級(jí)大豆油為碳源，對粘質(zhì)沙雷氏菌發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素的培養(yǎng)基組分和培養(yǎng)條件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)參數(shù)。

1　材料與方法

1.1菌株、培養(yǎng)基與試劑

供試菌株S. marcescens HFUT-1301由合肥工業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工研究院提供，已完成對該菌株的形態(tài)學(xué)觀察、生理生化鑒定、16S rDNA鑒定。

基礎(chǔ)培養(yǎng)基（g/L）：蛋白胨10、牛肉膏20、NaCl 2、K2HPO42、瓊脂18；種子培養(yǎng)基（g/L）：蛋白胨10、酵母膏20、NaCl 2、K2HPO42；發(fā)酵培養(yǎng)基（g/L）：蛋白胨10、大豆油30、NaCl 2、K2HPO42。

一級(jí)大豆油 益海嘉里安徽糧油工業(yè)有限公司；95%乙醇、NaCl、NaOH、K2HPO4（分析純）、甲醇（色譜純） 無錫市展望化工試劑公司；牛肉膏、蛋白胨（分析純） 北京奧博星公司。

1.2儀器與設(shè)備

AL104電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；TU-1901雙光束紫外-可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；SW-CJ-1F單人雙面凈化工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司；HZQ-F160恒溫振蕩培養(yǎng)箱 哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司；HC-3018R型高速冷凍離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1菌種的活化

挑取一定量的固體培養(yǎng)基上的菌落，在基礎(chǔ)培養(yǎng)基轉(zhuǎn)接，置于30 ℃的恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)3 d后，置于冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2種子液的制備

挑取S. marcescens單菌落接入滅菌后冷卻后的裝有50 mL種子培養(yǎng)基的250 mL三角瓶中，30 ℃、200 r/min在恒溫振蕩培養(yǎng)箱培養(yǎng)12 h，作為種子液。

1.3.3粘質(zhì)沙雷氏菌生長曲線的繪制

采用比濁法測定菌體的含量，取適量發(fā)酵液進(jìn)行10 倍稀釋，以未接種的培養(yǎng)基做等量稀釋作對照，在600 nm波長處測定細(xì)胞懸浮液的光密度（OD）值 。在3 個(gè)250 mL的三角瓶中分別裝50 mL種子培養(yǎng)基，分別加入已活化12 h種子液1 mL，30 ℃、200 r/min培養(yǎng)24 h，每隔1 h測定其OD600nm值，繪制粘質(zhì)沙雷氏菌的生長曲線［9］。

1.3.4菌體生物量測定

采用比濁法測定生物量。取4 mL發(fā)酵一定時(shí)間后的發(fā)酵液進(jìn)行10 倍稀釋測定細(xì)胞懸浮液的OD600nm值，以未接種的培養(yǎng)基作為等量稀釋作對照［11］。

1.3.5靈菌紅素含量測定

以純化后的靈菌紅素為標(biāo)準(zhǔn)樣品［1］，在酸性（pH 3）條件下，測定OD535nm值，以靈菌紅素酸性甲醇溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，OD535nm值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=1.856 0x-0.013 4（R2=0.999 8），表明OD535nm值和靈菌紅素質(zhì)量濃度線性關(guān)系明顯［10-11］。

采用比色法測定，通過測定稀釋一定倍數(shù)的浸提液的OD535nm值，比較各溶液中的靈菌紅素含量。

1.3.6粘質(zhì)沙雷氏菌發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化

1.3.6.1大豆油添加量對靈菌紅素和菌體生長的影響

在初始發(fā)酵培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，分別添加2.5、3、3.5、4、4.5 mL/100 g的大豆油，每個(gè)梯度做3 組平行。裝液量為100 mL/250 mL三角瓶，按2%的接種量接入對數(shù)期的種子液，置于30 ℃、200 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h。測定發(fā)酵所產(chǎn)靈菌紅素含量和菌體生物量。

1.3.6.2蛋白胨添加量對靈菌紅素和菌體生長的影響

在初始發(fā)酵培養(yǎng)基和已優(yōu)化的單因素的基礎(chǔ)上，分別添加0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的蛋白胨，每個(gè)梯度做3 組平行。裝液量為100 mL/250 mL三角瓶，按2%的接種量接入對數(shù)期的種子液，置于30 ℃、200 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h。測定發(fā)酵所產(chǎn)靈菌紅素含量和菌體生物量。

1.3.6.3NaCl添加量對靈菌紅素和菌體生長的影響

在初始發(fā)酵培養(yǎng)基和已優(yōu)化的單因素的基礎(chǔ)上，分別添加0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%的NaCl，每個(gè)梯度做3 組平行。裝液量為100 mL/250 mL三角瓶，按2%的接種量接入對數(shù)期的種子液，置于30 ℃、200 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h。測定發(fā)酵所產(chǎn)靈菌紅素含量和菌體生物量。

1.3.6.4K2HPO4添加量對靈菌紅素和菌體生長的影響

在初始發(fā)酵培養(yǎng)基和已優(yōu)化的單因素的基礎(chǔ)上，分別添加0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%的K2HPO4，每個(gè)梯度濃度做3 組平行。裝液量為100 mL/250 mL三角瓶，按2%的接種量接入對數(shù)期的種子液，置于30 ℃、200 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h。測定發(fā)酵所產(chǎn)靈菌紅素含量和菌體生物量。

1.3.6.5培養(yǎng)溫度對靈菌紅素和菌體生長的影響

在初始發(fā)酵培養(yǎng)基和已優(yōu)化的單因素的基礎(chǔ)上，分別設(shè)置24、26、28、30、32 ℃的培養(yǎng)溫度，每種溫度梯度做3 組平行。裝液量為100 mL/250 mL三角瓶，按2%的接種量接入對數(shù)期的種子液，置于200 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h。測定發(fā)酵所產(chǎn)靈菌紅素含量和菌體生物量。

1.3.6.6接種量對靈菌紅素和菌體生長的影響

在初始發(fā)酵培養(yǎng)基和已優(yōu)化的單因素的基礎(chǔ)上，分別按接種量0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%對數(shù)期的種子液進(jìn)行接種，每個(gè)梯度做3 組平行。裝液量為100 mL/250 mL三角瓶，200 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h。測定發(fā)酵所產(chǎn)靈菌紅素含量和菌體生物量。

1.3.6.7裝液量對靈菌紅素和菌體生長的影響

在初始發(fā)酵培養(yǎng)基和已優(yōu)化的單因素的基礎(chǔ)上，分別設(shè)定250 mL三角瓶裝液量為50、60、70、80、90 mL，每個(gè)梯度做3 組平行。200 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h。測定發(fā)酵所產(chǎn)靈菌紅素含量和菌體生物量。

1.3.6.8恒溫振蕩培養(yǎng)箱轉(zhuǎn)速對靈菌紅素和菌體生長的影響

在初始發(fā)酵培養(yǎng)基和已優(yōu)化的單因素的基礎(chǔ)上，分別設(shè)定搖床轉(zhuǎn)速為160、180、200、220、240 r/min，每個(gè)梯度做3 組平行。置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)36 h。測定發(fā)酵所產(chǎn)靈菌紅素含量和菌體生物量。

1.3.6.9正交試驗(yàn)優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以靈菌紅素含量為指標(biāo)，測定已稀釋5 倍的浸提液的OD535nm值，選擇大豆油添加量、蛋白胨添加量、轉(zhuǎn)速、培養(yǎng)溫度為主要影響因素，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)。

1.3.7脂肪酶活力測定

取4 個(gè)100 mL的錐形瓶，分別于對照瓶（A）和樣品瓶（B-1、B-2、B-3 3組重復(fù)實(shí)驗(yàn)）中分別加入5.0 mL的聚乙烯醇橄欖油乳化液和4 mL的磷酸緩沖液，置于37 ℃水浴中預(yù)熱保溫10 min，A瓶中加入10 mL 95%的乙醇和1 mL的粗酶液，在B-1、B-2、B-3瓶中分別加入1 mL酶液，塞上瓶塞充分搖動(dòng)。保溫30 min，在B-1、B-2、B-3瓶加入10 mL 95%乙醇終止反應(yīng)。錐形瓶中加入酚酞指示劑2 滴，用0.05 mol/L NaOH溶液滴定至微紅色為終點(diǎn)，記下NaOH消耗體積數(shù)。酶活單位定義為在37 ℃條件下，每分鐘從橄欖油中釋放出1 μmol脂肪酸的酶量為一個(gè)脂肪酶活力（U）［12］。

2　結(jié)果與分析

2.1粘質(zhì)沙雷氏菌生長曲線

圖1　粘質(zhì)沙雷氏菌生長曲線Fig.1　Growth curve of Serratia marcescens

細(xì)菌的菌齡對其增殖代謝具有重要的影響，必須選擇菌齡處于對數(shù)期的種子液進(jìn)行發(fā)酵，由圖1可知，0～5 h為適應(yīng)期，6～15 h為對數(shù)期，16～18 h為穩(wěn)定期，19 h后進(jìn)入衰亡期。因此，選擇發(fā)酵12 h的種子液進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，這種菌種中后期活性大，延滯期短，適應(yīng)性強(qiáng)［9］。

2.2單因素試驗(yàn)

2.2.1大豆油添加量對靈菌紅素含量和菌體生長的影響

圖2　大豆油添加量對靈菌紅素和菌體生長的影響Fig.2　Effect of soybean oil concentration on prodigiosin production and cell growth

由圖2可知，在大豆油添加量為3 mL/100 g時(shí)，靈菌紅素和菌體生物量均達(dá)到最大。碳源不足會(huì)影響到菌體的生長繁殖代謝，碳源過多，大豆油漂浮在培養(yǎng)液上方阻礙培養(yǎng)基的氣體交換，影響菌體的繁殖和發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素［9］。因此，大豆油的適宜添加量為3 mL/100 g。

2.2.2蛋白胨添加量對靈菌紅素含量和菌體生長的影響

圖3　蛋白胨添加量對靈菌紅素和菌體生長的影響Fig.3　Effect of peptone concentration on prodigiosin production and cell growth

由圖3可知，在蛋白胨添加量為1.5%時(shí)，靈菌紅素含量和菌體生物量均達(dá)到最大。氮源影響粘質(zhì)沙雷氏菌的代謝生產(chǎn)靈菌紅素，當(dāng)?shù)催^多時(shí)，培養(yǎng)基中碳氮比例失調(diào)也會(huì)對粘質(zhì)沙雷氏菌的繁殖代謝產(chǎn)生一定影響［9］。因此，氮源適宜添加量為1.5%。

2.2.3NaCl添加量對靈菌紅素含量和菌體生長的影響

圖4　NaCl添加量對靈菌紅素和菌體生長的影響Fig.4　Effect of NaCl concentration on prodigiosin production and cell growth

由圖4可知，在NaCl添加量為0.15%時(shí)，靈菌紅素和菌體生物量達(dá)到最大值。鈉鹽含量過低，會(huì)對微生物正常的代謝造成影響，鈉鹽含量過高，會(huì)造成細(xì)胞外液滲透壓過高，對粘質(zhì)沙雷氏菌代謝造成影響［9］。因此，NaCl適宜添加量為0.15%。

2.2.4K2HPO4添加量對靈菌紅素含量和菌體生長的影響

圖5　K 5 K2HPOHPO4添加量對靈菌紅素和菌體生長的影響Fig.5　Effect of K2HPO4concentration on prodigiosin production and cell growth

由圖5可知，在K2HPO4添加量為0.15%時(shí)，靈菌紅素含量達(dá)到最大值。鉀鹽含量過低，不能滿足微生物正常代謝所需的無機(jī)鹽，鉀鹽含量過高，會(huì)造成細(xì)胞外液滲透壓過高，影響沙雷氏菌的正常代謝。因此，K2HPO4適宜添加量為0.15%。

2.2.5培養(yǎng)溫度對靈菌紅素含量和菌體生長的影響

圖6　培養(yǎng)溫度對靈菌紅素和菌體生長的影響Fig.6　Effect of incubation temperature on prodigiosin production and cell growth

由圖6可知，當(dāng)溫度從24～30 ℃之間變化時(shí)，靈菌紅素的含量和菌體生物量隨著溫度的升高而增加，當(dāng)溫度超過30 ℃時(shí)，靈菌紅素的含量和菌體生物量隨著溫度的降低而減少。因此，粘質(zhì)沙雷氏菌發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素的適宜溫度為30 ℃。這與已報(bào)道的靈菌紅素最佳發(fā)酵溫度28 ℃保持相近［13-15］。

2.2.6接種量對靈菌紅素含量和菌體生長的影響

由圖7可知，當(dāng)接種量在1%時(shí)，靈菌紅素的含量和菌體生物量達(dá)到最大值。接種量過小，菌體生長緩慢，延長了發(fā)酵周期。接種量過大，菌體增長過快，對營養(yǎng)物質(zhì)消耗巨多，影響后期靈菌紅素的生產(chǎn)［9］。因此，粘質(zhì)沙雷氏菌發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素的適宜接種量為1%。

圖7　接種量對靈菌紅素和菌體生長的影響Fig.7　Effect of inoculum amount on prodigiosin production and cell growth

2.2.7裝液量對靈菌紅素含量和菌體生長的影響

圖8　裝液量對靈菌紅素和菌體生長的影響Fig.8　Effect of medium volume on prodigiosin production and cell growth

由圖8可知，當(dāng)裝液量小于在70 mL/250 mL時(shí)，靈菌紅素的含量和菌體生物量隨著裝液量的升高而增加，當(dāng)接種量超過70 mL/250 mL時(shí)，靈菌紅素的含量和菌體生物量隨著裝液量的降低而減少。裝液量過小，色素的產(chǎn)率過低。裝液量過大，發(fā)酵液中溶氧不足，影響到粘質(zhì)沙雷氏菌的快速增殖，進(jìn)一步影響后期靈菌紅素的生產(chǎn)［9］。因此，粘質(zhì)沙雷氏菌發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素的適宜裝液量為70 mL/250 mL。

2.2.8搖床轉(zhuǎn)速對靈菌紅素含量和菌體生長的影響

圖9　搖床轉(zhuǎn)速對靈菌紅素含量和菌體生長的影響Fig.9　Effect of shaking speed on prodigiosin production and cell growth

由圖9可知，在搖床轉(zhuǎn)速達(dá)到220 r/min之前，靈菌紅素的含量和菌體生物量隨著搖床轉(zhuǎn)速的增加而升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過220 r/min時(shí)，靈菌紅素的含量和菌體生物量隨著搖床轉(zhuǎn)速的降低而保持穩(wěn)定。轉(zhuǎn)速過低，發(fā)酵液溶氧不足，菌體生長緩慢，延長了發(fā)酵周期［16］。因此，粘質(zhì)沙雷氏菌發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素的適宜搖床轉(zhuǎn)速為220 r/min。

2.3正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)。試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)及結(jié)果如表1所示。由極差分析結(jié)果可知，影響因素由大到小依次為：大豆油添加量＞蛋白胨添加量＞轉(zhuǎn)速＞培養(yǎng)溫度。主要因素取最佳水平，次要因素考慮實(shí)際情況取值，最佳組合為A3B2C1D2。

表1　正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table1　Results of orthogonal array design

表2　正交試驗(yàn)方差分析Table2　Analysis of variance of the results of orthogonal array design

方差分析結(jié)果如表2所示，大豆油添加量對色素產(chǎn)量影響顯著，蛋白胨添加量、轉(zhuǎn)速、培養(yǎng)溫度的影響較弱。綜合極差分析和方差分析并結(jié)合實(shí)際情況［17-20］，取最佳發(fā)酵條件為：大豆油添加量為4 mL/100 g、蛋白胨添加量1.5%，轉(zhuǎn)速200 r/min、培養(yǎng)溫度30 ℃。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，對最佳發(fā)酵條件進(jìn)行驗(yàn)證，重復(fù)3 次實(shí)驗(yàn)取平均值，在此最佳工藝條件下靈菌紅素產(chǎn)量為2.98 g/L，菌體生物量測定指數(shù)OD600nm為1.752。

2.4最佳發(fā)酵條件下的脂肪酶活力

表3　最佳發(fā)酵條件下的脂肪酶活力Table3　Lipase activity under optimized fermentation conditions

由表3可知，在大豆油添加量為4 mL/100 g、蛋白胨添加量1.5%、轉(zhuǎn)速200 r/min、培養(yǎng)溫度30 ℃條件下，發(fā)酵液中脂肪酶活力平均值達(dá)到15 U/mL，脂肪酶活力較高，說明粘質(zhì)沙雷氏菌能夠快速、高效分解利用大豆油，實(shí)現(xiàn)微生物菌體的大量增殖和靈菌紅素的快速大量生產(chǎn)［21］。且以一級(jí)大豆油為碳源進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素，和國外報(bào)道的以工業(yè)有機(jī)廢棄物以及酒精等作為碳源相比，使用大豆油作碳源可以避免重金屬離子污染，從源頭上保證靈菌紅素產(chǎn)品的純度。

3　結(jié)論與討論

本研究分別以靈菌紅素含量和菌體生物量為指標(biāo)，對以大豆油為碳源發(fā)酵產(chǎn)靈菌紅素的培養(yǎng)基組分和發(fā)酵條件進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化，結(jié)果表明，最佳培養(yǎng)基組分添加量為一級(jí)大豆油4 mL/100 g、蛋白胨1.5%、NaCl 0.15%、K2HPO40.15%；最佳發(fā)酵條件為培養(yǎng)溫度30 ℃、接種量1%、裝液量70 mL/250 mL、振蕩培養(yǎng)轉(zhuǎn)速200 r/min，此時(shí)脂肪酶活力達(dá)到15 U/mL，靈菌紅素產(chǎn)量最高為2.98 g/L。

使靈菌紅素的產(chǎn)率在已報(bào)道的基礎(chǔ)500～2 000 mg/L上提高了0.5 倍，對快速、大量的生產(chǎn)靈菌紅素具有重要指導(dǎo)意義。Chen等［22］報(bào)道的粘質(zhì)沙雷氏菌的靈菌紅素的產(chǎn)率高于本研究的結(jié)果，主要原因在于其采用的菌株S. marcescens C3是S. marcescens CH-1脂肪酰轉(zhuǎn)移酶/乙酰轉(zhuǎn)移酶同源基因（rssC）的突變株，而本研究采用的菌株是S. marcescens野生菌。

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Optimization of Shake Flask Cultivation Conditions for Prodigiosin Production by Serratia marcescen

ZHANG Danfeng， YANG Peizhou， CAO Lili， JIANG Shaotong*
（Key Laboratory for Agricultural Processing of Anhui Province， School of Biotechnology and Food Engineering，Hefei University of Technology， Hefei 230009， China）

This paper reports the optimization of medium components and fermentation conditions for improved production of prodigiosin by Serratia marcescen using single factor and orthogonal array designs. Results indicated that the optimal medium consisted of 4 mL/100 g of soybean oil， 1.5% of peptone， 0.15% of sodium chloride and 0.15% of potassium dihydrogen phosphate， and the optimal fermentation conditions were determined as 30 ℃， an inoculum size of 1%， 70 mL of medium contained in a 250-mL flask， and cultivation with shaking at 200 r/min. The maximum prodigiosin production achieved after 36 h of cultivation under the optimized conditions was 2.98 g/L， and the activity of extracellular lipase from S. marcescens was 15 U/mL.

Serratia marcescens； prodigiosin； single factor method； orthogonal array design

Q939.97

A

1002-6630（2015）13-0119-06

10.7506/spkx1002-6630-201513023

2014-10-05

“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2010BAD01B07）；安徽省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（1408085MC67）

張丹峰（1988—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)橛椭锘瘜W(xué)。E-mail：zdf19881024@126.com

姜紹通（1954—），男，教授，本科，研究方向?yàn)榧Z食及油脂蛋白工程。E-mail：jstxsgj@163.com