一种大肠杆菌工程菌发酵产L-苏氨酸培养基及其用途的制作方法

文档序号:14468166阅读:1293来源:国知局

本发明属于细菌发酵领域,具体涉及一种优化的大肠杆菌工程菌发酵产l-苏氨酸培养基。



背景技术:

苏氨酸为一种重要的氨基酸,在饲养业、食品以及医药行业等方面都有着极其重要的用途。2005年苏氨酸全球产量达到7万吨,继谷氨酸、赖氨酸后成为年产量第三的氨基酸。我国的氨基酸发酵工业相对落后,工业化发酵生产苏氨酸的水平提高缓慢,每年都需进口苏氨酸类产品以满足市场需求,短期内国内市场供需矛盾无法根本解决。因此,开展l-苏氨酸生产菌的选育与发酵条件的研究,对提高苏氨酸的产率、缩短我国氨基酸发酵工业与国际水平的差距都具有一定的意义。

微生物发酵法生产苏氨酸是目前主要的工业生产方法,由于大肠杆菌(escherichiacoli)繁殖迅速、发酵温度高、生理生化基础研究比较深入等特征成为l-苏氨酸生产的最常用菌株。本领域中需要筛选l-苏氨酸生产的最佳种子培养基及培养条件和最佳发酵培养基。



技术实现要素:

在第一方面,本发明提供了一种优化的大肠杆菌工程菌发酵产l-苏氨酸培养基,所述培养基包括种子培养基和发酵培养基,

所述种子培养基包括葡萄糖、玉米浆和钴胺素;

所述发酵培养基包括葡萄糖、玉米浆、钴胺素;

在所述种子培养基中,葡萄糖45-55g/l、玉米浆60g/l、钴胺素17μg/l;

在所述发酵培养基中,葡萄糖160g/l、玉米浆60g/l、钴胺素10μg/l。

在一个实施方案中,所述种子培养基中包括刃天青3mg/l和血红素18mg/l。

在一个实施方案中,所述发酵培养基中包括刃天青1mg/l、血红素10mg/l、对氨基苯甲酸30μg/l。

在一个实施方案中,所述种子培养基配比为:葡萄糖50g/l、(nh4)2so43g/l、玉米浆60g/l、酵母膏0.9g/l、kh2po41g/l、mgso4·7h2o0.5g/l、碳酸钙13g/l、钴胺素17μg/l。

在一个实施方案中,所述种子培养基包括刃天青3mg/l、血红素18mg/l。

在一个实施方案中,所述发酵培养基配比为:葡萄糖160g/l、硫酸铵35g/l、玉米浆60g/l、kh2po40.2g/l、七水硫酸镁0.6g/l、生物素140μg/l、硫胺素100μg/l、蛋氨酸300μg/l、caco320g/l、钴胺素10μg/l。

在一个实施方案中,所述发酵培养基包括刃天青1mg/l、血红素10mg/l、对氨基苯甲酸30μg/l。

在第二方面,本发明还提供了本发明第一方面的培养基用于进行大肠杆菌工程菌发酵的用途。

本发明提供的种子培养基和发酵培养基,领域中需要筛选l-苏氨酸生产的最佳。

具体实施方式

实施例

实验菌株:菌种大肠杆菌工程菌k12△dapa,缺失二氢吡啶二羧酸合成酶(dapa)的编码基因,为产l-苏氨酸的赖氨酸缺陷型菌株。

试剂:生物素、硫胺素、l-蛋氨酸为上海生工产品。其他试剂均为国药分析纯试剂。

培养基:种子培养基:葡萄糖50g/l、玉米浆60g/l、硫酸铵5g/l、磷酸二氢钾1g/l、七水硫酸镁0.5g/l、碳酸钙13g/l、刃天青3mg/l、血红素18mg/l、钴胺素17μg/l,ph7.0,115℃灭菌15min,4℃保存。发酵培养基:葡萄糖160g/l、玉米浆60g/l、硫酸铵30g/l、磷酸二氢钾0.2g/l、七水硫酸镁0.6g/l、碳酸钙20g/l,生物素140μg/l、硫胺素100μg/l、刃天青1mg/l、血红素10mg/l、钴胺素10μg/l、对氨基苯甲酸30μg/l,ph7.0,115℃灭菌15min,4℃保存。

实验步骤:

(1)种子生长曲线的测定:种子培养方法取斜面保藏菌种划线接种于活化斜面,37℃恒温静置培养过夜。接一环生长良好的活化斜面至装有100ml种子培养基的250ml摇瓶中,8层纱布封口,置于旋转式摇床上200r/min,37℃振荡培养72h至生长中后期,每隔一定时间取样200μl用5ml0.25mhcl溶液稀释26倍后测定菌液吸光度(od562)。以时间为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制菌体生长曲线。每个试验组至少重复2次。

(2)l-苏氨酸测定:用薄层层析法定性和茚三酮比色法定量测定,具体试验方法参照文献。

结果与分析

种子培养时间确定将大肠杆菌工程菌k12△dapa从新鲜斜面活化培养基上取一环接种到最佳种子培养基中培养,每隔一定时间取出少量种子液,用0.25mhcl稀释26倍后测定种子液的od562值,绘制种子生长曲线。从生长曲线中可以看出,菌体从3h开始进入对数期,10h以后进入稳定期。一般选对数生长期后期到稳定期前期这段时间内的菌种作为种子,因为此时菌体数量多、生长旺盛。根据结果,取8h作为最佳种子培养时间。l-苏氨酸是初级代谢产物,产物的形成与菌体的生长相关,一方面,生长良好的菌体其生长速率较高,即葡萄糖将有效地导向l-苏氨酸的合成;另一方面,如果菌体生长过于旺盛,过多的用于合成细胞碳架结构,相应的合成l-苏氨酸的代谢流就会减少。所以发酵培养基的优化是合理利用微生物发酵能力的保证。而良好的种子培养基配方是保证发酵种子生长旺盛、发酵产酸稳定高产的先决条件,因此,优化种子培养基很有必要。

本研究通过对大肠杆菌工程菌k12△dapa进行种子培养基、发酵培养基的优化,得到的最佳种子培养基和最适发酵培养基的组成及配比。发酵72h产酸由3.8~3.9g/l提高至9.8~10.3g/l,通过培养基优化产酸(4.3g/l)提高了近1.5倍。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种优化的大肠杆菌工程菌发酵产L‑苏氨酸培养基,所述培养基包括种子培养基和发酵培养基,所述种子培养基包括葡萄糖、玉米浆和钴胺素;所述发酵培养基包括葡萄糖、玉米浆、钴胺素。

技术研发人员:杨晓志;张君胜;张尧;张力;李小芬;刘丹
受保护的技术使用者:江苏农牧科技职业学院
技术研发日:2017.10.23
技术公布日:2018.05.18
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