提高l-色氨酸發酵產量的方法
【專利摘要】本發明公開了一種提高L-色氨酸發酵產量的方法，其包括以下步驟：將培養好的大腸桿菌種液接入到已經滅菌的發酵培養基中，發酵培養基中添加0.005%~0.05%丙酮酸鈉，按8～12%的接種量接入發酵容器，發酵溫度控制35～37℃，通氣量1：0.5～1，用濃氨水調節PH值至6.5，控制溶氧20～50%，當發酵培養基中初始糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.1g/L，當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束。本發明采用該發酵工藝，有利于提高L-色氨酸的發酵產量。
【專利說明】提局L-色氨酸發酵產量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高產量的方法，特別是涉及一種提高L-色氨酸發酵產量的方法。
【背景技術】
[0002]基因工程技術和高細胞密度培養技術的有機結合，使得原本無法大規模微生物發酵的產品能大量生產。目前生產L-色氨酸的主要方法為微生物發酵法，基本都是利用基因工程菌發酵生產L-色氨酸，大腸桿菌的遺傳背景研究清晰，易于改造，容易培養，發酵周期也不長等優勢，被廣泛應用，但是由于從葡萄糖到L-色氨酸的代謝途徑漫長，代謝流弱，代謝調控復雜，導致生產過程中L-色氨酸積累緩慢，積累濃度和轉化率偏低。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種提高L-色氨酸發酵產量的方法，其采用該發酵工藝，有利于提高L-色氨酸的發酵產量。
[0004]本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:一種提高L-色氨酸發酵產量的方法，其特征在于，其包括以下步驟:將培養好的大腸桿菌種液接入到已經滅菌的發酵培養基中，發酵培養基中添加0.005%~0.05%丙酮酸鈉，按8~12%的接種量接入發酵容器，發酵溫度控制35~37°C，通氣量1:0.5~1，用濃氨水調節PH值至6.5，控制溶氧20~50%，當發酵培養基中初始糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當體系 中L-色氨酸不再積累時發酵結束。
[0005]優選地，所述發酵培養8~20小時，向發酵液中流加總量為0.01~0.1%谷胱甘肽。
[0006]優選地，所述發酵培養基的體積為4.5 L0
[0007]優選地，所述大腸桿菌種液的體積為500ml。
[0008]本發明的積極進步效果在于:本發明在發酵過程中添加丙酮酸鈉和谷胱甘肽，并利用精確控制流加葡萄糖的方式應用于L-色氨酸發酵法生產過程，使得發酵終點L-色氨酸產量得到有效提高，工藝穩定，實用性強。
【具體實施方式】
[0009]以下通過實施案例來對本發明做進一步詳細說明。
[0010]本發明采用的菌種是以大腸桿菌(Escherichia coli K_12 W3110)為出發菌株構
建的基因工程菌。
[0011]本發明提高L-色氨酸發酵產量的方法包括以下步驟:將培養好的大腸桿菌種液接入到已經滅菌的發酵培養基中，發酵培養基中添加0.005%~0.05%丙酮酸鈉，按8~12%的接種量接入發酵容器，發酵溫度控制35~37°C，通氣量1:0.5~I，用濃氨水調節PH值至6.5，控制溶氧20~50%，當發酵培養基中初始糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束。
[0012]實施例1:
對照組:
將培養好的500ml重組大腸桿菌種液接入到已經滅菌的4.5 L發酵培養基中(采用上述原工藝發酵培養基配方，原工藝發酵培養基配方(％):磷酸氫二鉀1.6，七水硫酸鎂0.4，硫酸銨0.2，檸檬酸0.2，葡萄糖0.7，酵母粉0.2，微量元素0.3 (Al2(SCM)3.18H202，CoSO4.7H20 0.75，CuSO4.5H20 2.5，H3BO3 0.5，Na2MoO4.2H20 3，MnSO4.H2O 2.4，NiSO4.6H20 2.5，ZnSO4.7H20 15，FeSO4.7H20 50)，按 8 ~12% 的接種量接入發酵容器，所用發酵容器為IOL自動發酵罐，發酵溫度控制37°C，通氣量1:0.8，用濃氨水控制發酵PH值到6.5，控制發酵過程溶氧20~30%，當發酵培養基中初始葡萄糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L，當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束，本批發酵周期46小時，發酵液終點L-色氨酸產量33.2g/L。
[0013]實驗組: 將培養好的500ml重組大腸桿菌種液接入到已經滅菌的4.5 L發酵培養基中，本次發酵培養基在對照組基礎上另添加0.01%丙酮酸鈉，按8~12%的接種量接入發酵容器，所用發酵容器為IOL自動發酵罐，發酵溫度控制37°C，通氣量1:0.8，用濃氨水控制發酵PH值到6.5，控制發酵過程溶氧20~30%，發酵至8小時，向發酵液補加0.01%谷胱甘肽，當發酵培養基中初始葡萄糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束，本批發酵周期42小時，發酵液終點L-色氨酸產量43.8g/L。
[0014]實施例2:
對照組:
將培養好的400ml重組大腸桿菌種液接入到已經滅菌的4.5 L發酵培養基中(采用上述原工藝發酵培養基配方)，按8~12%的接種量接入發酵容器，所用發酵容器為IOL自動發酵罐，發酵溫度控制36°C，通氣量1:1，用濃氨水控制發酵PH值到6.5，控制發酵過程溶氧30~40%，當發酵培養基中初始葡萄糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L，當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束，本批發酵周期48小時，發酵液終點L-色氨酸產量36.lg/L。
[0015]實驗組:
將培養好的400ml重組大腸桿菌種液接入到已經滅菌的4.5 L發酵培養基中，本次發酵培養基在對照組基礎上另添加0.05%丙酮酸鈉，按8~12%的接種量接入發酵容器，所用發酵容器為IOL自動發酵罐，發酵溫度控制36°C，通氣量1: 1，用濃氨水控制發酵PH值到
6.5，控制發酵過程溶氧30~40%，發酵至12小時，向發酵液補加0.08%谷胱甘肽，當發酵培養基中初始葡萄糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束，本批發酵周期43小時，發酵液終點L-色氨酸產量46.3g/L。
[0016]實施例3:
對照組:
將培養好的5L重組大腸桿菌種液接入到已經滅菌的4.5 L發酵培養基中(采用上述原工藝發酵培養基配方)，按8~12%的接種量接入發酵容器，所用發酵容器為IOOL自動發酵罐，發酵溫度控制35°C，通氣量1:0.5，用濃氨水控制發酵PH值到6.5，控制發酵過程溶氧30~50%，當發酵培養基中初始葡萄糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L，當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束，本批發酵周期47小時，發酵液終點L-色氨酸產量35.4g/L。
[0017]實驗組:
將培養好的5L重組大腸桿菌種液接入到已經滅菌的4.5 L發酵培養基中，本次發酵培養基在對照組基礎上另添加0.005%丙酮酸鈉，按8~12%的接種量接入發酵容器，所用發酵容器為100L自動發酵罐，發酵溫度控制35°C，通氣量1:0.5，用濃氨水控制發酵PH值到6.5，控制發酵過程溶氧30~50%，發酵至20小時，向發酵液補加0.1%谷胱甘肽，當發酵培養基中初始葡萄糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束，本批發酵周期45小時，發酵液終點L-色氨酸產量47.lg/L。
[0018]本發明以重組大腸桿菌為生產菌株，采用高密度培養發酵，通過培養基中添加
0.005%~0.05%丙酮酸鈉，可以使得L-色氨酸發酵產量得到有效提高。并在發酵過程中補加0.01~0.1%谷胱甘肽，也可以使得L-色氨酸發酵產量得到有效提高。影響微生物高密度發酵的影響因素很多，在達到溶氧條件，PH值到控制要求條件下，調節細胞生長所需要的營養物質、發酵過程中補料控制等尤為重要，可以提高菌體生物量和產物的比生產率，減少培養體積，減少設備投資，從而降低生產成本。本發明在發酵過程中添加丙酮酸鈉和谷胱甘肽，并利用精確控制流加葡萄糖的方式應用于L-色氨酸發酵法生產過程，使得發酵終點L-色氨酸產量得到有效提高，工藝穩定，實用性強。
[0019]本領域的技術人員可以對本發明進行各種改型和改變。因此，本發明覆蓋了落入所附的權利要求書及其等同物的`范圍內的各種改型和改變。
【權利要求】
1.一種提高L-色氨酸發酵產量的方法，其特征在于，其包括以下步驟:將培養好的大腸桿菌種液接入到已經滅菌的發酵培養基中，發酵培養基中添加0.005%~0.05%丙酮酸鈉，按8~12%的接種量接入發酵容器，發酵溫度控制35~37°C，通氣量1:0.5~1，用濃氨水調節PH值至6.5，控制溶氧20~50%，當發酵培養基中初始糖耗盡，流加800g/L的葡萄糖溶液，整個過程控制發酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L，當體系中L-色氨酸不再積累時發酵結束。
2.如權利要求1所述的提高L-色氨酸發酵產量的方法，其特征在于，所述發酵培養8~20小時，向發酵液中流加總量為0.01~0.1%谷胱甘肽。
3.如權利要求1所述的提高L-色氨酸發酵產量的方法，其特征在于，所述發酵培養基的體積為4.5 L。
4.如權利要求1所述的提高L-色氨酸發酵產量的方法，其特征在于，所述大腸桿菌種液的體積為500ml。
【文檔編號】C12P13/22GK103627743SQ201310692893
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】黃建民, 肖江鋒, 邵麗琴, 杜爾鳳, 聞亞紅 申請人:江蘇江山制藥有限公司