一种L-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基及发酵培养L-天冬氨酸酶基因工程菌方法与流程

文档序号:16645387发布日期:2019-01-16 08:11阅读:274来源:国知局
本发明涉及微生物发酵领域,具体涉及的是一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基及发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌方法。
背景技术
:发酵工程是指采用工程技术手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的离体酶的某些功能,为人类生产有用的生物产品,或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精,乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步,发酵技术也有了很大的发展,并且已经进入能够人为控制和改造微生物,使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分,具有广阔的应用前景。例如,用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用微生物发酵生产药品,如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。基于发酵工程的显著工业化生产优势,一系列通过发酵工程技术,发酵生产特定的有益菌、药物、细菌代谢物,得到广泛应用,如l-天冬氨酸基因工程菌的培养。l-天冬氨酸酶基因工程菌的菌体内含有大量的l-天冬氨酸酶(ec4.3.1.1),而l-天冬氨酸酶是一种重要的工业用酶,该酶广泛存在于细菌、酵母和植物体中,该酶由4个相同亚基组成,催化氨和富马酸发生加成反应得到天冬氨酸。因此,改进l-天冬氨酸酶基因工程菌的发酵培养技术,对于提高生产l-天冬氨酸酶活性,提高l-天冬氨酸工业化生产意义重大。然而,目前l-天冬氨酸酶基因工程菌规模化培养存在的主要问题是生长较为缓慢,酶的活性不高,而合适的培养基能极大地促进l-天冬氨酸酶基因工程菌的生长,增加细胞密度,同时提高酶的活性。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题在于如何解决目前l-天冬氨酸酶基因工程菌规模化培养生长较为缓慢,酶的活性不高的问题。本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉2-10g/l、蛋白胨5-20g/l、乳糖1-10g/l、氯化钠1-10g/l、黄豆饼粉1-15g/l、玉米浆1-5g/l、籼米粉0.5-5g/l、钼酸铵0.5-2g/l、钴盐0.5-10mg/l。优选地,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述钴盐为硝酸钴。优选地,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉2-5g/l、蛋白胨5-10g/l、乳糖1-5g/l、氯化钠1-5g/l、黄豆饼粉1-10g/l、玉米浆1-5g/l、籼米粉1-5g/l、钼酸铵0.5-1g/l、硝酸钴0.5-5mg/l。优选地,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉4g/l、蛋白胨7g/l、乳糖3g/l、氯化钠4g/l、黄豆饼粉5g/l、玉米浆4g/l、籼米粉2g/l、钼酸铵0.7g/l、硝酸钴1.5mg/l。优选地,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉2.5g/l、蛋白胨6.5g/l、乳糖3.5g/l、氯化钠2.5g/l、黄豆饼粉7.5g/l、玉米浆2.5g/l、籼米粉3.5g/l、钼酸铵0.8g/l、硝酸钴1.5mg/l。上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基的制备方法如下:按照重量组份配比,将酵母粉、蛋白胨、黄豆饼粉和籼米粉混匀后,加入乳糖、氯化钠、钼酸铵和硝酸钴,加水搅拌均匀,灭菌后,即得。同时,本发明公开一种以上述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基为培养基,发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的方法,具体包括以下步骤:s1、按照l-天冬氨酸酶基因工程菌的常规培养方法将l-天冬氨酸酶基因工程菌培养至对数期;s2、将对数期的l-天冬氨酸酶基因工程菌接种到l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基中,控制发酵温度为25-37℃,调节培养基内培养液的ph为7.2-7.6,发酵培养8-14h后,即得。优选地,所述步骤s2中控制发酵温度为30℃,调节培养基内培养液的ph为7.5,发酵培养10h后,即得。优选地,所述步骤s2中控制发酵温度为32℃,调节培养基内培养液的ph为7.5,发酵培养8h后,即得。优选地,所述步骤s2中控制发酵温度为35℃,调节培养基内培养液的ph为7.3,发酵培养12h后,即得。本发明相比现有技术具有以下优点:1、培养基组分配方配伍合理,采用上述培养基培养l-天冬氨酸酶基因工程菌,不仅菌细胞密度大,且l-天冬氨酸酶基因工程菌增殖快速,细胞浓度较高。2、培养基组分中的硝酸钴能够明显促进l-天冬氨酸酶基因工程菌的增殖,能够促进l-天冬氨酸酶基因工程菌催化合成l-天冬氨酸,相对于现有技术公开的其他盐如镁盐、钙盐,硝酸钴对l-天冬氨酸酶基因工程菌的代谢影响更加显著。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉2g/l、蛋白胨5g/l、乳糖1g/l、氯化钠1g/l、黄豆饼粉1g/l、玉米浆5g/l、籼米粉0.5g/l、钼酸铵0.5g/l、硝酸钴0.5mg/l。上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基的制备方法如下:按照重量组份配比,将酵母粉、蛋白胨、黄豆饼粉和籼米粉混匀后,加入乳糖、氯化钠、钼酸铵和硝酸钴,加水搅拌均匀,灭菌后,即得。采用上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的方法包括以下步骤:s1、按照l-天冬氨酸酶基因工程菌的常规培养方法将l-天冬氨酸酶基因工程菌培养至对数期;s2、将对数期的l-天冬氨酸酶基因工程菌接种到l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基中,控制发酵温度为30℃,调节培养基内培养液的ph为7.5,发酵培养10h后,即得。实施例2一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉10g/l、蛋白胨20g/l、乳糖10g/l、氯化钠10g/l、黄豆饼粉15g/l、玉米浆5g/l、籼米粉5g/l、钼酸铵2g/l、硝酸钴10mg/l。上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基的制备方法如下:按照重量组份配比,将酵母粉、蛋白胨、黄豆饼粉和籼米粉混匀后,加入乳糖、氯化钠、钼酸铵和硝酸钴,加水搅拌均匀,灭菌后,即得。采用上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的方法包括以下步骤:s1、按照l-天冬氨酸酶基因工程菌的常规培养方法将l-天冬氨酸酶基因工程菌培养至对数期;s2、将对数期的l-天冬氨酸酶基因工程菌接种到l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基中,控制发酵温度为30℃,调节培养基内培养液的ph为7.5,发酵培养12h后,即得。实施例3一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉5g/l、蛋白胨10g/l、乳糖5g/l、氯化钠5g/l、黄豆饼粉10g/l、玉米浆5g/l、籼米粉5g/l、钼酸铵1g/l、硝酸钴5mg/l。上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基的制备方法如下:按照重量组份配比,将酵母粉、蛋白胨、黄豆饼粉和籼米粉混匀后,加入乳糖、氯化钠、钼酸铵和硝酸钴,加水搅拌均匀,灭菌后,即得。采用上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的方法包括以下步骤:s1、按照l-天冬氨酸酶基因工程菌的常规培养方法将l-天冬氨酸酶基因工程菌培养至对数期;s2、将对数期的l-天冬氨酸酶基因工程菌接种到l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基中,控制发酵温度为25℃,调节培养基内培养液的ph为7.6,发酵培养14h后,即得。实施例4一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉2g/l、蛋白胨5g/l、乳糖5g/l、氯化钠2g/l、黄豆饼粉5g/l、玉米浆2g/l、籼米粉0.5g/l、钼酸铵0.5g/l、硝酸钴0.5mg/l。上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基的制备方法如下:按照重量组份配比,将酵母粉、蛋白胨、黄豆饼粉和籼米粉混匀后,加入乳糖、氯化钠、钼酸铵和硝酸钴,加水搅拌均匀,灭菌后,即得。采用上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的方法包括以下步骤:s1、按照l-天冬氨酸酶基因工程菌的常规培养方法将l-天冬氨酸酶基因工程菌培养至对数期;s2、将对数期的l-天冬氨酸酶基因工程菌接种到l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基中,控制发酵温度为37℃,调节培养基内培养液的ph为7.2,发酵培养8h后,即得。实施例5一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉2g/l、蛋白胨5g/l、乳糖1g/l、氯化钠5g/l、黄豆饼粉10g/l、玉米浆5g/l、籼米粉1g/l、钼酸铵0.5g/l、硝酸钴5mg/l。上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基的制备方法如下:按照重量组份配比,将酵母粉、蛋白胨、黄豆饼粉和籼米粉混匀后,加入乳糖、氯化钠、钼酸铵和硝酸钴,加水搅拌均匀,灭菌后,即得。采用上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的方法包括以下步骤:s1、按照l-天冬氨酸酶基因工程菌的常规培养方法将l-天冬氨酸酶基因工程菌培养至对数期;s2、将对数期的l-天冬氨酸酶基因工程菌接种到l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基中,控制发酵温度为32℃,调节培养基内培养液的ph为7.2-7.6,发酵培养9h后,即得。实施例6一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉5g/l、蛋白胨10g/l、乳糖5g/l、氯化钠1g/l、黄豆饼粉1g/l、玉米浆1g/l、籼米粉5g/l、钼酸铵1g/l、硝酸钴0.5mg/l。上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基的制备方法如下:按照重量组份配比,将酵母粉、蛋白胨、黄豆饼粉和籼米粉混匀后,加入乳糖、氯化钠、钼酸铵和硝酸钴,加水搅拌均匀,灭菌后,即得。采用上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的方法包括以下步骤:s1、按照l-天冬氨酸酶基因工程菌的常规培养方法将l-天冬氨酸酶基因工程菌培养至对数期;s2、将对数期的l-天冬氨酸酶基因工程菌接种到l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基中,控制发酵温度为32℃,调节培养基内培养液的ph为7.5,发酵培养8h后,即得。实施例7一种l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,所述l-天冬氨酸酶基因工程菌培养基包括以下质量浓度的组分:酵母粉5g/l、蛋白胨10g/l、乳糖5g/l、氯化钠1g/l、黄豆饼粉1g/l、玉米浆1g/l、籼米粉5g/l、钼酸铵1g/l、硝酸钴0.5mg/l。上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基的制备方法如下:按照重量组份配比,将酵母粉、蛋白胨、黄豆饼粉和籼米粉混匀后,加入乳糖、氯化钠、钼酸铵和硝酸钴,加水搅拌均匀,灭菌后,即得。采用上述l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基,发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的方法包括以下步骤:s1、按照l-天冬氨酸酶基因工程菌的常规培养方法将l-天冬氨酸酶基因工程菌培养至对数期;s2、将对数期的l-天冬氨酸酶基因工程菌接种到l-天冬氨酸酶基因工程菌发酵培养基中,控制发酵温度为35℃,调节培养基内培养液的ph为7.3,发酵培养12h后,即得。发酵培养试验:为了验证采用上述实施例发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌的效果,进行以下发酵试验:试验方法:试验分为实验组、第一对照组和第二对照组,其中,实验组按照实施例1-6公开的培养基和发酵方法,进行发酵培养l-天冬氨酸酶基因工程菌。发酵完毕,称取l-天冬氨酸酶基因工程菌的平均湿重。第一对照组采用lb培养基,培养发酵l-天冬氨酸酶基因工程菌,发酵方法与实施例1相同,第二对照组与实验组的区别是:第二对照组使用的培养基中不添加有硝酸钴。试验结果如表1所示:表1试验/组别平均菌湿重/g/l实施例128.9实施例228.2实施例328.6实施例431.3实施例528.4实施例629.1第一对照组11.2第二对照组20.9由表1公开的数据可知:本发明公开的培养基配方,用于l-天冬氨酸酶基因工程菌的发酵培养中,l-天冬氨酸酶基因工程菌增殖更为显著,且组分中的硝酸钴能够明显提高l-天冬氨酸酶基因工程菌的增殖。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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