专利名称：一种促进l-山梨糖转化生成2-酮基-l-古龙酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法，特别是一种通过在发酵培养基中添加黄芪、天麻或黄芪和天麻的提取物促进普通生酮基古龙酸菌(小菌)和巨大芽孢杆菌(大菌)协调生长实现2-酮基-L-古龙酸高效合成的方法。属微生物发酵技术领域。
背景技术：
维生素C(Vitamin C,简称Vc)又称L-抗坏血酸(L-Ascorbic acid)，是人体必需的维生素，生理作用广泛，在医药和食品工业中均占有重要地位。目前国内普遍采用我国自主研发的“二步发酵法”生产，“二步发酵法”的第一步是单菌发酵，将D-山梨醇转化成L-山梨糖；第二步是混合菌发酵，通过普通生酮基古龙酸菌Ketogulonogenium vuIgarum(俗称小菌)和巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium (俗称大菌)的共同作用将L-山梨糖转 化成2-酮基-L-古龙酸(2-KGA) ；2-酮基-L-古龙酸再经过提取和转化生成维生素C。在“二步发酵法”生产维生素C的第二步混合菌发酵过程中，小菌是产酸菌，但单独培养生长缓慢，产酸能力低，大菌自身不产酸，而作为伴生菌与小菌共同培养时可促进其生长和产酸，因此，促进两菌株之间的协调生长，对提高产酸能力是非常必要的。黄芪作为中草药具有多种作用而应用广泛，其化学成分主要是黄酮类、皂苷类和多糖类化合物，黄芪多糖和黄芪皂苷是黄芪含量较高的主要成分，此外，黄芪还含单糖、氨基酸、蛋白质、核黄素、叶酸、尼克酸、维生素P、亚油酸、亚麻酸、硒及硅等多种微量元素。目前，黄芪在微生物发酵当中已有应用，它对微生物的生长在很大程度上能起到促进或抑制作用。天麻作为著名的中草药早在两千多年前就已闻名于世，其含量较高的主要成分是天麻素，除此之外，天麻还含有香草醇、枸橼酸、枸橼酸甲酯、琥珀酸、棕榈酸、β -谷留醇、胡萝卜甙、蔗糖、天麻多糖，以及铁、氟、锰、锌、锶、碘、铜等多种微量元素。如今天麻的作用在食品和医药中已得到开发和应用，它含有的多种成分在微生物培养中所发挥的作用也被肯定。黄芪和天麻的提取物对微生物的生长有一定影响，但至今尚未见两种中草药提取物对2-酮基-L-古龙酸高效合成影响的研究报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供“二步发酵法”维生素C生产技术一种促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法，即一种通过在发酵培养基中添加黄芪、天麻或黄芪和天麻的提取物促进普通生酮基古龙酸菌(小菌)和巨大芽孢杆菌(大菌)协调生长实现2-酮基-L-古龙酸高效合成的方法。本发明解决其技术问题所采取的技术方案为一种促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法，即一种通过在发酵培养基中添加黄芪、天麻或黄芪和天麻的提取物促进普通生酮基古龙酸菌(小菌)和巨大芽孢杆菌(大菌)协调生长实现2-酮基-L-古龙酸高效合成的方法，它是按如下步骤一、种子培养制备普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌种液；二、发酵培养I、按配方称取发酵培养基各成分及拟在发酵培养基中以O. 75 2. 00g/L的添加量添加的黄芪提取物，或以I. 50 3. 00g/L的添加量添加的天麻提取物，或分别以I. 00 I. 50g/L、l. 50 2. 00g/L的添加量同时添加的黄芪提取物和天麻提取物；2、制备发酵培养基；3、将制备的混合菌种液以10%的接种量(v/v)接种于添加了黄芪提取物，或天麻提取物，或同时添加了黄芪提取物和天麻提取物的发酵培养基中，在温度28 32 °C、pH6. O 7. 2、搅拌转速 150 500rpm/min、通气量 3 15L/min、罐压 0. 02 0. 05MPa 的条件下发酵，至终点，生产2-酮基-L-古龙酸的。本发明的有益效果在发酵培养基中添加0. 75 2. 00g/L的黄芪提取物、I. 50
3.00g/L的天麻提取物或I. 00 I. 50g/L的黄芪提取物和I. 50 2. 00g/L的天麻提取物，通过协调两种菌的相互作用，不仅促进了小菌生长，提高了 2-酮基-L-古龙酸的产量，而且还缩短了发酵周期，实现了高效合成2-酮基-L-古龙酸的目的。
具体实施例方式为了更好地说明本发明，举出以下实例。但本发明的范围并不仅仅局限于此，其要求保护的范围记载于权利要求的权项中。实施例I 9，通过在发酵培养基中分别以0. 00g/L、0· 50g/L、0. 75g/L、l. 00g/L、I. 25g/L、l. 50g/L、l. 75g/L、2. 00g/L、2. 50 g/L 的添加量 M (g/L)添加黄芪提取物，用下述“促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法”生产2-酮基-L-古龙酸，步骤如下一、种子培养按配方称取种子培养基各成分，制备种子培养基(g/L) L-山梨糖20、酵母膏3、牛肉膏3、蛋白胨10、玉米浆I. 5、尿素I、KH2PO4 I、MgSO4 0. 2、CaCO3 1，调节pH为6. 5
7.0,121°C灭菌 20min ；刮取一环大小菌混合菌新鲜斜面上菌苔接种于制备的种子培养基中，在温度28 30°C、搅拌转速200rmp/min的条件下培养20 22h，制备普通生酮基古龙酸菌(小菌)和巨大芽孢杆菌(大菌)的混合菌种液；二、发酵培养I、按配方称取发酵培养基各成分及拟在发酵培养基中添加的黄芪提取物；2、制备发酵培养基(g/L) L-山梨糖80、玉米浆10、尿素2、KH2PO4 I、MgSO4 O. 2、黄芪提取物M，调节pH为7. O 7. 2，于10L发酵罐中121°C灭菌20min，其中L-山梨糖、尿素单独灭菌；3、将制备的混合菌种液以10%的接种量(v/v)接种于添加了黄芪提取物的发酵培养基中，10L发酵罐中发酵培养基的装液量为7L，在温度28 32°C(自控)、pH6. O 7. 2、搅拌转速200 500rpm/min、通气量5 12L/min、罐压0. 03 0. 04MPa的条件下发酵，至终点，生产2-酮基-L-古龙酸。取得的效果如表I所示。表I :
权利要求
1.一种促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法，其特征在于它是按如下步骤 (一)、种子培养 制备普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌种液； (二 )、发酵培养 (1)、按配方称取发酵培养基各成分及拟在发酵培养基中以O.75 2. OOg/L的添加量添加的黄芪提取物，或以I. 50 3. 00g/L的添加量添加的天麻提取物，或分别以I. 00 I. 50g/L、l. 50 2. 00g/L的添加量同时添加的黄芪提取物和天麻提取物； (2)、制备发酵培养基； (3)、将制备的混合菌种液以10%的接种量(v/v)接种于添加了黄芪提取物，或天麻提取物，或同时添加了黄芪提取物和天麻提取物的发酵培养基中，在温度28 32 °C、pH6. O 7.2、搅拌转速150 500rpm/min、通气量3 15L/min、罐压0. 02 0. 05MPa的条件下发酵，至终点，生产2-酮基-L-古龙酸的。
2.根据权利要求I所述的促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法，其特征在于它在发酵培养基中以I. 50g/L的添加量添加黄芪提取物。
3.根据权利要求I所述的促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法，其特征在于它在发酵培养基中以2. 50g/L的添加量添加天麻提取物。
4.根据权利要求I所述的促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法，其特征在于它在发酵培养基中分别以I. 25g/L、l. 75g/L的添加量同时添加黄芪提取物和天麻提取物。
全文摘要
一种促进L-山梨糖转化生成2-酮基-L-古龙酸的方法，属微生物发酵技术领域，它包括种子培养和发酵培养二步骤，是通过在发酵培养基中以0.75～2.00g/L的添加量添加黄芪提取物，或以1.50～3.00g/L的添加量添加天麻提取物，或分别以1.00～1.50g/L、1.50～2.00g/L的添加量同时添加黄芪提取物和天麻提取物促进普通生酮基古龙酸菌(小菌)和巨大芽孢杆菌(大菌)协调生长实现2-酮基-L-古龙酸高效合成的，它通过协调两种菌的相互作用，不仅促进了小菌生长，提高了2-酮基-L-古龙酸的产量，而且还缩短了发酵周期。本发明经采用10L罐进行发酵试验，获得了预期的效果。
文档编号C12R1/11GK102936615SQ20121052945
公开日2013年2月20日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者冯志军, 焦迎晖, 王清格, 马乐辉, 安卫红, 李会然, 王俊芬 申请人:石药集团维生药业(石家庄)有限公司