提高l-色氨酸发酵产量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高L-色氨酸发酵产量的方法，其包括以下步骤：将培养好的大肠杆菌种液接入到已经灭菌的发酵培养基中，发酵培养基中添加0.005%~0.05%丙酮酸钠，按8～12%的接种量接入发酵容器，发酵温度控制35～37℃，通气量1：0.5～1，用浓氨水调节PH值至6.5，控制溶氧20～50%，当发酵培养基中初始糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.1g/L，当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束。本发明采用该发酵工艺，有利于提高L-色氨酸的发酵产量。
【专利说明】提局L-色氨酸发酵产量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高产量的方法，特别是涉及一种提高L-色氨酸发酵产量的方法。
【背景技术】
[0002]基因工程技术和高细胞密度培养技术的有机结合，使得原本无法大规模微生物发酵的产品能大量生产。目前生产L-色氨酸的主要方法为微生物发酵法，基本都是利用基因工程菌发酵生产L-色氨酸，大肠杆菌的遗传背景研究清晰，易于改造，容易培养，发酵周期也不长等优势，被广泛应用，但是由于从葡萄糖到L-色氨酸的代谢途径漫长，代谢流弱，代谢调控复杂，导致生产过程中L-色氨酸积累缓慢，积累浓度和转化率偏低。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种提高L-色氨酸发酵产量的方法，其采用该发酵工艺，有利于提高L-色氨酸的发酵产量。
[0004]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种提高L-色氨酸发酵产量的方法，其特征在于，其包括以下步骤:将培养好的大肠杆菌种液接入到已经灭菌的发酵培养基中，发酵培养基中添加0.005%~0.05%丙酮酸钠，按8~12%的接种量接入发酵容器，发酵温度控制35~37°C，通气量1:0.5~1，用浓氨水调节PH值至6.5，控制溶氧20~50%，当发酵培养基中初始糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L,当体系 中L-色氨酸不再积累时发酵结束。
[0005]优选地，所述发酵培养8~20小时，向发酵液中流加总量为0.01~0.1%谷胱甘肽。
[0006]优选地，所述发酵培养基的体积为4.5 L0
[0007]优选地，所述大肠杆菌种液的体积为500ml。
[0008]本发明的积极进步效果在于:本发明在发酵过程中添加丙酮酸钠和谷胱甘肽，并利用精确控制流加葡萄糖的方式应用于L-色氨酸发酵法生产过程，使得发酵终点L-色氨酸产量得到有效提高，工艺稳定，实用性强。
【具体实施方式】
[0009]以下通过实施案例来对本发明做进一步详细说明。
[0010]本发明采用的菌种是以大肠杆菌(Escherichia coli K_12 W3110)为出发菌株构
建的基因工程菌。
[0011]本发明提高L-色氨酸发酵产量的方法包括以下步骤:将培养好的大肠杆菌种液接入到已经灭菌的发酵培养基中，发酵培养基中添加0.005%~0.05%丙酮酸钠，按8~12%的接种量接入发酵容器，发酵温度控制35~37°C，通气量1:0.5~I，用浓氨水调节PH值至6.5，控制溶氧20~50%，当发酵培养基中初始糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L,当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束。
[0012]实施例1:
对照组:
将培养好的500ml重组大肠杆菌种液接入到已经灭菌的4.5 L发酵培养基中(采用上述原工艺发酵培养基配方，原工艺发酵培养基配方(％):磷酸氢二钾1.6，七水硫酸镁0.4，硫酸铵0.2，柠檬酸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% 的接种量接入发酵容器，所用发酵容器为IOL自动发酵罐，发酵温度控制37°C，通气量1:0.8，用浓氨水控制发酵PH值到6.5，控制发酵过程溶氧20~30%，当发酵培养基中初始葡萄糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L，当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束，本批发酵周期46小时，发酵液终点L-色氨酸产量33.2g/L。
[0013]实验组: 将培养好的500ml重组大肠杆菌种液接入到已经灭菌的4.5 L发酵培养基中，本次发酵培养基在对照组基础上另添加0.01%丙酮酸钠，按8~12%的接种量接入发酵容器，所用发酵容器为IOL自动发酵罐，发酵温度控制37°C，通气量1:0.8，用浓氨水控制发酵PH值到6.5，控制发酵过程溶氧20~30%，发酵至8小时，向发酵液补加0.01%谷胱甘肽，当发酵培养基中初始葡萄糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L,当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束，本批发酵周期42小时，发酵液终点L-色氨酸产量43.8g/L。
[0014]实施例2:
对照组:
将培养好的400ml重组大肠杆菌种液接入到已经灭菌的4.5 L发酵培养基中(采用上述原工艺发酵培养基配方)，按8~12%的接种量接入发酵容器，所用发酵容器为IOL自动发酵罐，发酵温度控制36°C，通气量1:1，用浓氨水控制发酵PH值到6.5，控制发酵过程溶氧30~40%，当发酵培养基中初始葡萄糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L，当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束，本批发酵周期48小时，发酵液终点L-色氨酸产量36.lg/L。
[0015]实验组:
将培养好的400ml重组大肠杆菌种液接入到已经灭菌的4.5 L发酵培养基中，本次发酵培养基在对照组基础上另添加0.05%丙酮酸钠，按8~12%的接种量接入发酵容器，所用发酵容器为IOL自动发酵罐，发酵温度控制36°C，通气量1: 1，用浓氨水控制发酵PH值到
6.5，控制发酵过程溶氧30~40%，发酵至12小时，向发酵液补加0.08%谷胱甘肽，当发酵培养基中初始葡萄糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L,当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束，本批发酵周期43小时，发酵液终点L-色氨酸产量46.3g/L。
[0016]实施例3:
对照组:
将培养好的5L重组大肠杆菌种液接入到已经灭菌的4.5 L发酵培养基中(采用上述原工艺发酵培养基配方)，按8~12%的接种量接入发酵容器，所用发酵容器为IOOL自动发酵罐，发酵温度控制35°C，通气量1:0.5，用浓氨水控制发酵PH值到6.5，控制发酵过程溶氧30~50%，当发酵培养基中初始葡萄糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L，当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束，本批发酵周期47小时，发酵液终点L-色氨酸产量35.4g/L。
[0017]实验组:
将培养好的5L重组大肠杆菌种液接入到已经灭菌的4.5 L发酵培养基中，本次发酵培养基在对照组基础上另添加0.005%丙酮酸钠，按8~12%的接种量接入发酵容器，所用发酵容器为100L自动发酵罐，发酵温度控制35°C，通气量1:0.5，用浓氨水控制发酵PH值到6.5，控制发酵过程溶氧30~50%，发酵至20小时，向发酵液补加0.1%谷胱甘肽，当发酵培养基中初始葡萄糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L,当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束，本批发酵周期45小时，发酵液终点L-色氨酸产量47.lg/L。
[0018]本发明以重组大肠杆菌为生产菌株，采用高密度培养发酵，通过培养基中添加
0.005%~0.05%丙酮酸钠，可以使得L-色氨酸发酵产量得到有效提高。并在发酵过程中补加0.01~0.1%谷胱甘肽，也可以使得L-色氨酸发酵产量得到有效提高。影响微生物高密度发酵的影响因素很多，在达到溶氧条件，PH值到控制要求条件下，调节细胞生长所需要的营养物质、发酵过程中补料控制等尤为重要，可以提高菌体生物量和产物的比生产率，减少培养体积，减少设备投资，从而降低生产成本。本发明在发酵过程中添加丙酮酸钠和谷胱甘肽，并利用精确控制流加葡萄糖的方式应用于L-色氨酸发酵法生产过程，使得发酵终点L-色氨酸产量得到有效提高，工艺稳定，实用性强。
[0019]本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的`范围内的各种改型和改变。
【权利要求】
1.一种提高L-色氨酸发酵产量的方法，其特征在于，其包括以下步骤:将培养好的大肠杆菌种液接入到已经灭菌的发酵培养基中，发酵培养基中添加0.005%~0.05%丙酮酸钠，按8~12%的接种量接入发酵容器，发酵温度控制35~37°C，通气量1:0.5~1，用浓氨水调节PH值至6.5，控制溶氧20~50%，当发酵培养基中初始糖耗尽，流加800g/L的葡萄糖溶液，整个过程控制发酵液中葡萄糖浓度小于0.lg/L，当体系中L-色氨酸不再积累时发酵结束。
2.如权利要求1所述的提高L-色氨酸发酵产量的方法，其特征在于，所述发酵培养8~20小时，向发酵液中流加总量为0.01~0.1%谷胱甘肽。
3.如权利要求1所述的提高L-色氨酸发酵产量的方法，其特征在于，所述发酵培养基的体积为4.5 L。
4.如权利要求1所述的提高L-色氨酸发酵产量的方法，其特征在于，所述大肠杆菌种液的体积为500ml。
【文档编号】C12P13/22GK103627743SQ201310692893
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】黄建民, 肖江锋, 邵丽琴, 杜尔凤, 闻亚红 申请人:江苏江山制药有限公司