一种培养基及利用其发酵生产依克多因的方法

本发明涉及发酵工程领域，特别是涉及一种培养基及利用其发酵生产依克多因的方法。

背景技术：

1、依克多因化妆品备案名叫做四氢甲基嘧啶羧酸，是一种氨基酸的衍生物。依克多因在化妆品和医疗领域应用广泛。现有的研究发现，依克多因能够消炎、抵抗紫外线、修复肌肤屏障以及保护dna的功效。目前主要通过中度嗜盐菌采用“细菌挤奶”工艺进行依克多因商业化生产。中度嗜盐菌是依克多因的良好生产者，但是利用生物法生产依克多因的原料(例如酵母粉和蛋白胨)价格昂贵，用量比较大，且依克多因生产的过程中操作复杂，具有染菌的风险，染菌会导致原材料的浪费，增加企业成本。

2、氨基葡萄糖，是天然的氨基单糖，为人体关节软骨基质中合成蛋白聚糖所必需的物质，分子式c6h13no5，分子量179.2。有研究表明，氨基葡萄糖可用于治疗类风湿关节炎、肺部污染、过敏性感染、伤口、颞下颌关节问题和背痛。目前，生产氨基葡萄糖的方法主要为酸水解法、酶解法及微生物发酵法。微生物发酵法由于原材料广泛、污染相对较小而被广泛用于氨基葡萄糖的生产。发酵法提取氨基葡萄糖的一般流程为：利用过量的酸酸化发酵液，使其中的氨糖衍生物转化为氨基葡萄糖，利用碱性物质中和多余的酸，得到氨基葡萄糖盐溶液，对盐溶液进行脱色处理，最后加入乙醇等有机溶剂，利用氨基葡萄糖盐酸盐或硫酸盐不溶于乙醇的特点使其结晶析出。提取氨糖后的液相中仍然含有约8％-15％的氨基葡萄糖，该液相即为氨基葡萄糖母液。同时反应过程中会产生大量的废酸(卢健行.一种从母液中高效提取氨基葡萄糖的工艺：cn115558004a[p].2023-01-03.)。

3、培养基的组分及浓度对微生物发酵培养至关重要。然而目前所用的培养基成分复杂，价格昂贵。虽然常规的含有一定浓度氯化钠的合成培养基均可以用作嗜盐菌生产依克多因，但是存在染菌的风险，因此不利于工业发酵成本控制。因此，急需要一种价格低廉，操作简单且不易染菌的生产依克多因的培养基及嗜盐菌的培养条件。

4、本发明基于上述发酵废液为原料，通过培养基优化，确定了最适生产依克多因的培养基，并在此基础上，通过优化发酵条件，探究了不同初始ph、不同盐浓度以及添加不同废乙酸浓度下，高附加值产物依克多因生产情况。本发明的培养基原料易得，价格极低且操作简单。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种培养基及利用其发酵生产依克多因的方法，以解决上述现有技术存在的问题，本发明所述的培养基原料来源于工厂生产废料，价格低廉，且发酵培养方法简单，产生可观的依克多因合成量，具有很好的资源化利用前景。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种发酵生产依克多因的培养基，包含以下组分：

4、氨基葡萄糖母液0.1-0.5l/l、0.1-0.9l/l、氯化钠60-150g/l、微量元素10-15g/l、碳酸钙0.5-1.0g/l和消泡剂0.5g/l，调ph至5-9；

5、所述氨基葡萄糖母液包含80g/l的氨基葡萄糖。

6、进一步地，所述培养基中氨基葡萄糖母液和水的体积比为1：4；所述氯化钠的浓度为60g/l；用固态氢氧化钠调ph至8。

7、进一步地，所述微量元素包含无水硫酸铜0.60g/l，碘化钾0.088g/l，氯化锰0.12g/l，钼酸钠0.20g/l，硼酸0.02g/l，氯化钴0.50g/l，氯化锌0.10g/l，硫酸亚铁6.50g/l，生物素0.25g/l和硫酸5.00g/l。

8、本发明还提供一种高密度发酵生产依克多因的方法，包括将活化后的延长盐单胞菌接种至所述的培养基进行发酵培养的步骤。

9、进一步地，所述发酵培养具体为：发酵前期，于所述培养基中，在通气量为3l/min，转速为600rpm/min，发酵温度为37℃的条件下进行发酵培养；发酵培养11h后，流加乙酸原液和所述培养基，控制ph为8.0，发酵60h即可。

10、进一步地，所述乙酸原液的质量浓度为20％-30％；所述乙酸原液的流加速率为25.17ml/l/h，流加量为3.7l；所述培养基的流加速率为68.02ml/l/h，流加量为10l。

11、本发明还提供一种所述的培养基在发酵生产依克多因中的应用。

12、本发明公开了以下技术效果：

13、本发明生产依克多因发酵培养基的主要成份为稀释5倍的氨糖废母液，氨基葡萄糖16g/l，氯化钠60g/l，微量元素约13g/l，碳酸钙0.6g/l，初始ph为8；基于前述培养基，温度为37℃，ph初始为8，当发酵到10.5h时，用废乙酸自控ph为8，并采用转速联动将溶氧控制在30％以上，依克多因产量达到1890.35±10mg/l。最后优选采用在发酵至11h，流加废乙酸原液和发酵培养基，发酵60h时od600值达80，依克多因产量为7421±521mg/l。本发明培养基原料来源于工厂生产废料，价格低廉易得，且发酵培养方法简单，产生可观的依克多因合成量，具有很好的资源化利用前景。

技术特征：

1.一种发酵生产依克多因的培养基，其特征在于，包含以下组分：

2.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述培养基中氨基葡萄糖母液和水的体积比为1：4；所述氯化钠的浓度为60g/l；用固态氢氧化钠调ph至8。

3.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述微量元素包含无水硫酸铜0.60g/l，碘化钾0.088g/l，氯化锰0.12g/l，钼酸钠0.20g/l，硼酸0.02g/l，氯化钴0.50g/l，氯化锌0.10g/l，硫酸亚铁6.50g/l，生物素0.25g/l和硫酸5.00g/l。

4.一种高密度发酵生产依克多因的方法，其特征在于，包括将活化后的延长盐单胞菌接种至权利要求1-3任一项所述的培养基进行发酵培养的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发酵培养具体为：发酵前期，于所述培养基中，在通气量为3l/min，转速为600rpm/min，发酵温度为37℃的条件下进行发酵培养；发酵培养11h后，流加乙酸原液和所述培养基，控制ph为8.0，发酵60h即可。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述乙酸原液的质量浓度为20％-30％；所述乙酸原液的流加速率为25.17ml/l/h，流加量为3.7l；所述培养基的流加速率为68.02ml/l/h，流加量为10l。

7.一种如权利要求1-3任一项所述的培养基在发酵生产依克多因中的应用。

技术总结
本发明公开了一种培养基及利用其发酵生产依克多因的方法，属于发酵工程领域。该培养基包含氨基葡萄糖母液0.1‑0.5L/L、水0.1‑0.9L/L、氯化钠60‑150g/L、微量元素10‑15g/L、碳酸钙0.5‑1.0g/L和消泡剂0.5g/L，调pH至5‑9。本发明使用该生产依克多因发酵培养基，控制发酵温度为37℃，pH初始为8，当发酵到11h时，通过流加废乙酸原液和发酵培养基，发酵60hOD<subgt;600</subgt;值达80，依克多因产量为7421±521mg/L；本发明培养基原料来源于工厂生产废料，培养方法简单，产生可观的依克多因合成量，具有很好的资源化利用前景。

技术研发人员：王泽建,王敬,张悦,余君雄,庄英萍,吴诗勇
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16