规模化生产质粒载体的发酵培养基、制备方法及应用与流程

本发明涉及生物制品技术领域，特别涉及一种规模化生产质粒载体的发酵培养基、制备方法及应用。

背景技术：

质粒是小型环状dna分子，作为基因工程中最常用、最简单的载体。其包括三部分：遗传标记基因，复制区及目的基因。质粒存在于细菌中，且独立于细菌染色体进行自我复制。自然界中的质粒出现于细菌营养充足时，在不同菌体内的繁殖能力不同；且在不同菌种内繁殖后由于质粒所携带的特征的改变，其在菌种间的转移力也会有差别。质粒依靠宿主细胞提供的蛋白质进行复制，并使宿主细胞获得编码质粒的功能。质粒复制可以与细菌的细胞周期同步，导致菌体内质粒的拷贝数较低，质粒复制也可独立于细胞周期，使每个菌体内扩增了成百上千个质粒拷贝。

目前，国内大部分发酵培养采用逐级放大的方式，虽然富含营养物质，但是由于其营养物质的种类不够，参差不齐，造成了发酵产量无法实现科学稳定生产。另外不同微生物对培养基的要求也不同，不同的产品生产所需求的原料也是不同的。一般而言，工业生产上需根据宿主菌的营养特性、生长特性来制定培养基筛选的方向；其培养的质粒产量质量低、成本高。因此，一种规模化生产质粒载体的发酵培养基的出现势在必行。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种规模化生产质粒载体的发酵培养基、制备方法及应用，以解决传统培养基质粒产量低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种规模化生产质粒载体的发酵培养基，所述发酵培养基包括如下组分：

酵母提取物10～30g/l；

胰蛋白胨10～50g/l；

氯化钠3～8g/l；

磷酸氢二钠0.5～1.5g/l；

磷酸二氢钾1～3g/l；

磷酸氢二钾1～3g/l；

mgso4·7h2o1～2g/l；

znso4·7h2o0.5～1.5g/l；

甘油20～150ml/l；

硫酸铵10～25g/l；

消泡剂0.5～1.5ml/l。

可选地，所述发酵培养基具体包括如下组分：

酵母提取物12g/l；

胰蛋白胨9.8g/l；

氯化钠5g/l；

磷酸氢二钠1g/l；

磷酸二氢钾2g/l；

磷酸氢二钾2g/l；

mgso4·7h2o1.5g/l；

znso4·7h2o1g/l；

甘油110ml/l；

硫酸铵16g/l；

消泡剂1ml/l。

可选地，所述发酵培养基的ph值为7.0～7.4。

本发明还提供一种如上所述的规模化生产质粒载体的发酵培养基的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

按比例称量各组分，溶解、混匀，定容，得粗品发酵培养基；

将上述粗品发酵培养基置于发酵罐内灭菌、冷却，得目的发酵培养基；保藏备用。

可选地，所述保藏的具体条件为2～8℃保藏。

本发明还提供一种如上所述的规模化生产质粒载体的发酵培养基在发酵罐规模化培养质粒载体上的应用。

相较于相关技术，本发明的有益效果是：

本发明技术方案通过优化设计发酵培养基的具体组分以及各组分之间的配比，以提高发酵培养基培养的质粒产量以及质量，降低培养基的制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例中不同培养基培养的结果数据图；

图2为本发明实施例中不同组分培养基的结果数据图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例及其附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。且下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法、检测方法等。

本发明提出一种规模化生产质粒载体的发酵培养基，所述发酵培养基包括如下组分：

酵母提取物10～30g/l；

胰蛋白胨10～50g/l；

氯化钠3～8g/l；

磷酸氢二钠0.5～1.5g/l；

磷酸二氢钾1～3g/l；

磷酸氢二钾1～3g/l；

mgso4·7h2o1～2g/l；

znso4·7h2o0.5～1.5g/l；

甘油20～150ml/l；

硫酸铵10～25g/l；

消泡剂0.5～1.5ml/l。

可选地，所述发酵培养基具体包括如下组分：

酵母提取物12g/l；

胰蛋白胨9.8g/l；

氯化钠5g/l；

磷酸氢二钠1g/l；

磷酸二氢钾2g/l；

磷酸氢二钾2g/l；

mgso4·7h2o1.5g/l；

znso4·7h2o1g/l；

甘油110ml/l；

硫酸铵16g/l；

消泡剂1ml/l。

可选地，所述发酵培养基的ph值为7.0～7.4。例如但不限于，所述培养基的ph值为7.0。

本发明还提供一种如上所述的规模化生产质粒载体的发酵培养基的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

按比例称量各组分，溶解、混匀，定容，得粗品发酵培养基；

将上述粗品发酵培养基置于发酵罐内灭菌、冷却，得目的发酵培养基；保藏备用。

可选地，所述保藏的具体条件为2～8℃保藏。例如但不限于，所述目的发酵培养基于冰箱中4℃保藏，备用。

本发明还提供一种如上所述的规模化生产质粒载体的发酵培养基在发酵罐规模化培养质粒载体上的应用。

为进一步阐述本发明一种规模化生产质粒载体的发酵培养基的技术效果，选用以下实施例组进行详细解释说明。应当理解，下述实施例组仅为本发明的部分实施例，仅用以说明在本发明提供的一种规模化生产质粒载体的发酵培养基下的发酵罐培养菌体的效果，并不作为其他限制。

实施例1发酵培养基的选择

1、实验步骤：

①如表1所示分别称取各实施例中的各组分，溶解、混匀、定容、发酵罐内灭菌、冷却，配制得到相应的发酵培养基，备用；

②将①中配制的不同培养基分别加入不同发酵罐中以进行发酵罐发酵培养；其中，发酵罐选用5l发酵罐，起始发酵罐培养基体积为2l，每个发酵罐的菌种接种量的体积分数为10％；发酵罐的发酵温度为37℃，发酵培养时间为15～30h；并得到如图1所示的结果数据图。

表1不同组分的发酵培养基

2、结果分析：由图1可知，实施例16组分的培养基得到的产品(质粒)的产量最高，达到125mg/l；也即选用本发明申请保护的组分为“酵母提取物、胰蛋白胨、氯化钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、mgso4·7h2o、znso4·7h2o、甘油、消泡剂、硫酸铵”的发酵培养基对菌体培养，可得到的质粒产量远高于其他组分的培养基。说明本发明提供的发酵培养基可以促进菌体更适度的水平生长，能满足发酵微生物的各种营养需求。

实施例2

1、实验步骤：

①选用实施例1中优选出的培养基组分进行配比优化；

②按表2所示的培养基组分分别称取相应的组分，并分别配制培养基，备用；

③选用5l的发酵罐控制系统进行高密度发酵培养，将表2中配制的不同配比的培养基分别加入不同发酵罐进行发酵，培养周期为15～30h；并得到如图2所示的结果数据图。

表2不同配比的发酵培养基

2、结果分析：由图2可知，在选择组分配比为“酵母提取物12g/l、胰蛋白胨9.8g/l、氯化钠5g/l、磷酸氢二钠1g/l、磷酸二氢钾2g/l、磷酸氢二钾2g/l、mgso4·7h2o1.5g/l、znso4·7h2o1g/l、甘油110ml/l、消泡剂1ml/l、硫酸铵16g/l”时，其发酵培养基培养的质粒产量达到最大值325mg/l；说明本发明提供的发酵培养基能增加质粒遗传稳定性，提高质粒的产量，更具有安全性、可行性、有效性，有利于工业化大规模生产。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。