[发明专利]一种用于提高色氨酸发酵产量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，具体地说，涉及一种用于提高色氨酸发酵产量的方法。

背景技术

色氨酸又名α-氨基-β-吲哚丙酸，它有D-型和L-型两种异构体，天然存在的只有L-色氨酸。L-色氨酸对人和动物的生长发育、新陈代谢起着重要作用，被广泛用于医药和食品等领域。特别是在饲料行业中，色氨酸是继赖氨酸和蛋氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸。

在如今普遍应用的配合日粮中色氨酸的添加更显重要。在低蛋白饲料中添加色氨酸对提高畜禽增重率，改善饲料效率十分有效。目前，全球色氨酸的产能和产量在逐步增加。2008年，全球色氨酸产量达到了3000吨；2009年全球色氨酸产能接近4000吨；据预测，2010年全球色氨酸需求将增至5000吨。

色氨酸的生产最早主要依靠化学合成法和蛋白质水解法，但是随着对微生物法生产色氨酸研究的不断深入，这种方法已经走向实用并且处于主导地位。微生物法大体上可以分为直接发酵法、微生物转化法和酶法。近年来还出现了将直接发酵法与化学合成法相结合，直接发酵法与转化法相结合生产色氨酸的相关报道。另外，重组DNA技术在微生物育种和酶工业上的应用极大地推动了直接发酵法和酶法生产色氨酸的工业化进程。

壬基酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)，是一种化工原料，具有优良的匀染、乳化、润湿、扩散，抗静电性。OP-10还是一种非离子表面活性剂，达到一定浓度会损伤微生物的细胞膜结构，致使细胞膜的通透性增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于提高色氨酸发酵产量的方法。

为了实现本发明目的，本发明的一种用于提高色氨酸发酵产量的方法，其是利用大肠杆菌基因工程菌CICC 10303发酵生产色氨酸，在发酵培养液中添加壬基酚聚氧乙烯醚-10，通过补料批式发酵。所述大肠杆菌基因工程菌CICC 10303购自中国工业微生物菌种保藏中心。

前述的方法，所述发酵培养液中壬基酚聚氧乙烯醚-10的浓度为0.05-0.15w/v％(g/L)。

前述的方法，所述发酵培养液配方为：葡萄糖5-9g/L、磷酸二氢钾6-9g/L、柠檬酸1-4g/L、柠檬酸铁铵0.1-0.5g/L、MgSO₄·7H₂O1-4g/L和微量元素1-4mL/L，以水配制；

所述微量元素组成为Na₂SO₄10g/L、FeSO₄·7H₂O10g/L、ZnCl₂2g/L、MnSO₄·H₂O 2g/L、CoCl₂·6H₂O 2g/L、CuSO₄·5H₂O 0.3g/L，以水配制。

前述的方法，其中补料所用培养基为50-70％葡萄糖溶液。前述的方法，其中所述的发酵温度为34-38℃，pH 6.5-6.9，溶氧30％-50％，批式发酵过程中，发酵液中的葡萄糖含量维持在0.2-0.4g/L，发酵周期为40-50小时。

本发明的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

具体地，可以采用以下方法验证壬基酚聚氧乙烯醚-10对细胞膜通透性的影响：

通过向发酵摇瓶中添加OP-10，使其在培养基中的浓度分别为0、0.5、1、2.5、5g/L，然后以大肠杆菌基因工程菌CICC 10303为发酵菌株，摇床上以200rpm的频率震荡培养16小时，最后分别检测摇瓶发酵液中核苷酸的浓度和菌体光学密度(OD)。结果表明(表1)：OP-10的加入提高了胞外核苷酸的浓度，并且随着OP-10浓度的增加而增加。此外，该结果表明当OP-10浓度较高时(2.5g/L以上)对菌体生长有明显的抑制作用，而低浓度时(1g/L左右)对菌体生长无明显影响。

表1不同浓度OP-10的摇瓶发酵实验

具体地，可以采用以下方法验证实际发酵中壬基酚聚氧乙烯醚-10对色氨酸产量的影响：