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提高l-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法

文檔序號:461286閱讀:906來源:國知局
提高l-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法,其包括以下步驟:將培養(yǎng)好的大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中,發(fā)酵培養(yǎng)基中添加0.005%~0.05%丙酮酸鈉,按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,發(fā)酵溫度控制35~37℃,通氣量1:0.5~1,用濃氨水調(diào)節(jié)PH值至6.5,控制溶氧20~50%,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.1g/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束。本發(fā)明采用該發(fā)酵工藝,有利于提高L-色氨酸的發(fā)酵產(chǎn)量。
【專利說明】提局L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高產(chǎn)量的方法,特別是涉及一種提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基因工程技術(shù)和高細(xì)胞密度培養(yǎng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,使得原本無法大規(guī)模微生物發(fā)酵的產(chǎn)品能大量生產(chǎn)。目前生產(chǎn)L-色氨酸的主要方法為微生物發(fā)酵法,基本都是利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)L-色氨酸,大腸桿菌的遺傳背景研究清晰,易于改造,容易培養(yǎng),發(fā)酵周期也不長等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用,但是由于從葡萄糖到L-色氨酸的代謝途徑漫長,代謝流弱,代謝調(diào)控復(fù)雜,導(dǎo)致生產(chǎn)過程中L-色氨酸積累緩慢,積累濃度和轉(zhuǎn)化率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法,其采用該發(fā)酵工藝,有利于提高L-色氨酸的發(fā)酵產(chǎn)量。
[0004]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:一種提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法,其特征在于,其包括以下步驟:將培養(yǎng)好的大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中,發(fā)酵培養(yǎng)基中添加0.005%~0.05%丙酮酸鈉,按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,發(fā)酵溫度控制35~37°C,通氣量1:0.5~1,用濃氨水調(diào)節(jié)PH值至6.5,控制溶氧20~50%,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系 中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束。
[0005]優(yōu)選地,所述發(fā)酵培養(yǎng)8~20小時,向發(fā)酵液中流加總量為0.01~0.1%谷胱甘肽。
[0006]優(yōu)選地,所述發(fā)酵培養(yǎng)基的體積為4.5 L0
[0007]優(yōu)選地,所述大腸桿菌種液的體積為500ml。
[0008]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明在發(fā)酵過程中添加丙酮酸鈉和谷胱甘肽,并利用精確控制流加葡萄糖的方式應(yīng)用于L-色氨酸發(fā)酵法生產(chǎn)過程,使得發(fā)酵終點(diǎn)L-色氨酸產(chǎn)量得到有效提高,工藝穩(wěn)定,實(shí)用性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下通過實(shí)施案例來對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0010]本發(fā)明采用的菌種是以大腸桿菌(Escherichia coli K_12 W3110)為出發(fā)菌株構(gòu)
建的基因工程菌。
[0011]本發(fā)明提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法包括以下步驟:將培養(yǎng)好的大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中,發(fā)酵培養(yǎng)基中添加0.005%~0.05%丙酮酸鈉,按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,發(fā)酵溫度控制35~37°C,通氣量1:0.5~I,用濃氨水調(diào)節(jié)PH值至6.5,控制溶氧20~50%,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束。
[0012]實(shí)施例1:
對照組:
將培養(yǎng)好的500ml重組大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的4.5 L發(fā)酵培養(yǎng)基中(采用上述原工藝發(fā)酵培養(yǎng)基配方,原工藝發(fā)酵培養(yǎng)基配方(%):磷酸氫二鉀1.6,七水硫酸鎂0.4,硫酸銨0.2,檸檬酸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,F(xiàn)eSO4.7H20 50),按 8 ~12% 的接種量接入發(fā)酵容器,所用發(fā)酵容器為IOL自動發(fā)酵罐,發(fā)酵溫度控制37°C,通氣量1:0.8,用濃氨水控制發(fā)酵PH值到6.5,控制發(fā)酵過程溶氧20~30%,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始葡萄糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束,本批發(fā)酵周期46小時,發(fā)酵液終點(diǎn)L-色氨酸產(chǎn)量33.2g/L。
[0013]實(shí)驗(yàn)組: 將培養(yǎng)好的500ml重組大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的4.5 L發(fā)酵培養(yǎng)基中,本次發(fā)酵培養(yǎng)基在對照組基礎(chǔ)上另添加0.01%丙酮酸鈉,按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,所用發(fā)酵容器為IOL自動發(fā)酵罐,發(fā)酵溫度控制37°C,通氣量1:0.8,用濃氨水控制發(fā)酵PH值到6.5,控制發(fā)酵過程溶氧20~30%,發(fā)酵至8小時,向發(fā)酵液補(bǔ)加0.01%谷胱甘肽,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始葡萄糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束,本批發(fā)酵周期42小時,發(fā)酵液終點(diǎn)L-色氨酸產(chǎn)量43.8g/L。
[0014]實(shí)施例2:
對照組:
將培養(yǎng)好的400ml重組大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的4.5 L發(fā)酵培養(yǎng)基中(采用上述原工藝發(fā)酵培養(yǎng)基配方),按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,所用發(fā)酵容器為IOL自動發(fā)酵罐,發(fā)酵溫度控制36°C,通氣量1:1,用濃氨水控制發(fā)酵PH值到6.5,控制發(fā)酵過程溶氧30~40%,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始葡萄糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束,本批發(fā)酵周期48小時,發(fā)酵液終點(diǎn)L-色氨酸產(chǎn)量36.lg/L。
[0015]實(shí)驗(yàn)組:
將培養(yǎng)好的400ml重組大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的4.5 L發(fā)酵培養(yǎng)基中,本次發(fā)酵培養(yǎng)基在對照組基礎(chǔ)上另添加0.05%丙酮酸鈉,按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,所用發(fā)酵容器為IOL自動發(fā)酵罐,發(fā)酵溫度控制36°C,通氣量1: 1,用濃氨水控制發(fā)酵PH值到
6.5,控制發(fā)酵過程溶氧30~40%,發(fā)酵至12小時,向發(fā)酵液補(bǔ)加0.08%谷胱甘肽,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始葡萄糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束,本批發(fā)酵周期43小時,發(fā)酵液終點(diǎn)L-色氨酸產(chǎn)量46.3g/L。
[0016]實(shí)施例3:
對照組:
將培養(yǎng)好的5L重組大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的4.5 L發(fā)酵培養(yǎng)基中(采用上述原工藝發(fā)酵培養(yǎng)基配方),按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,所用發(fā)酵容器為IOOL自動發(fā)酵罐,發(fā)酵溫度控制35°C,通氣量1:0.5,用濃氨水控制發(fā)酵PH值到6.5,控制發(fā)酵過程溶氧30~50%,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始葡萄糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束,本批發(fā)酵周期47小時,發(fā)酵液終點(diǎn)L-色氨酸產(chǎn)量35.4g/L。
[0017]實(shí)驗(yàn)組:
將培養(yǎng)好的5L重組大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的4.5 L發(fā)酵培養(yǎng)基中,本次發(fā)酵培養(yǎng)基在對照組基礎(chǔ)上另添加0.005%丙酮酸鈉,按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,所用發(fā)酵容器為100L自動發(fā)酵罐,發(fā)酵溫度控制35°C,通氣量1:0.5,用濃氨水控制發(fā)酵PH值到6.5,控制發(fā)酵過程溶氧30~50%,發(fā)酵至20小時,向發(fā)酵液補(bǔ)加0.1%谷胱甘肽,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始葡萄糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束,本批發(fā)酵周期45小時,發(fā)酵液終點(diǎn)L-色氨酸產(chǎn)量47.lg/L。
[0018]本發(fā)明以重組大腸桿菌為生產(chǎn)菌株,采用高密度培養(yǎng)發(fā)酵,通過培養(yǎng)基中添加
0.005%~0.05%丙酮酸鈉,可以使得L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量得到有效提高。并在發(fā)酵過程中補(bǔ)加0.01~0.1%谷胱甘肽,也可以使得L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量得到有效提高。影響微生物高密度發(fā)酵的影響因素很多,在達(dá)到溶氧條件,PH值到控制要求條件下,調(diào)節(jié)細(xì)胞生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)、發(fā)酵過程中補(bǔ)料控制等尤為重要,可以提高菌體生物量和產(chǎn)物的比生產(chǎn)率,減少培養(yǎng)體積,減少設(shè)備投資,從而降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明在發(fā)酵過程中添加丙酮酸鈉和谷胱甘肽,并利用精確控制流加葡萄糖的方式應(yīng)用于L-色氨酸發(fā)酵法生產(chǎn)過程,使得發(fā)酵終點(diǎn)L-色氨酸產(chǎn)量得到有效提高,工藝穩(wěn)定,實(shí)用性強(qiáng)。
[0019]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改型和改變。因此,本發(fā)明覆蓋了落入所附的權(quán)利要求書及其等同物的`范圍內(nèi)的各種改型和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法,其特征在于,其包括以下步驟:將培養(yǎng)好的大腸桿菌種液接入到已經(jīng)滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中,發(fā)酵培養(yǎng)基中添加0.005%~0.05%丙酮酸鈉,按8~12%的接種量接入發(fā)酵容器,發(fā)酵溫度控制35~37°C,通氣量1:0.5~1,用濃氨水調(diào)節(jié)PH值至6.5,控制溶氧20~50%,當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中初始糖耗盡,流加800g/L的葡萄糖溶液,整個過程控制發(fā)酵液中葡萄糖濃度小于0.lg/L,當(dāng)體系中L-色氨酸不再積累時發(fā)酵結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法,其特征在于,所述發(fā)酵培養(yǎng)8~20小時,向發(fā)酵液中流加總量為0.01~0.1%谷胱甘肽。
3.如權(quán)利要求1所述的提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法,其特征在于,所述發(fā)酵培養(yǎng)基的體積為4.5 L。
4.如權(quán)利要求1所述的提高L-色氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法,其特征在于,所述大腸桿菌種液的體積為500ml。
【文檔編號】C12P13/22GK103627743SQ201310692893
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】黃建民, 肖江鋒, 邵麗琴, 杜爾鳳, 聞亞紅 申請人:江蘇江山制藥有限公司
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