[发明专利]一种采用响应面法提高基因工程菌C102产酶能力方法

说明书

发明领域

本发明属于制备微生物发酵技术领域，具体的，本发明涉及一种提高基因工程菌产酶能力的技术领域。 

背景技术

脂肪酶是广泛应用于食品、医药以及皮革等轻工业的一种特殊的酯键水解酶，能够在水相和非水相界面催化长链甘油三酯水解[1]。低温脂肪酶具有较低的最适酶活温度(<40℃)，以及在低温下保持较高酶活的能力[2]，因而在食品、医药、环境和精细化工等诸多领域的低温生物催化方面具有很高的应用价值[3-5]。 

目前已知的低温脂肪酶生产菌株主要为极地地区、高山以及深海等低温环境中的嗜冷菌，包括无色杆菌属、气单胞菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属等细菌和曲霉属、假丝酵母属、白地霉属、青霉、根霉等真菌[6]，而有研究者认为，使用基因工程菌生产脂肪酶将成为未来的主要发展方向，因为工程菌将实现为特定应用领域生产适合的具有显著特性的脂肪酶[7]。Feller等[8]最早从南极嗜冷菌莫拉菌属(Moraxella)TA144中分离克隆了3种低温脂肪酶基因，并在E.coli中表达，随后，多种不同来源的低温脂肪酶基因获得了克隆和表达，如Kim等[9]从活性污泥基因组中克隆、分离得到一类新的细菌来源的低温碱性脂肪酶LipEH166；；Zhang[10]等在大肠杆菌中表达了从冰川土壤中分离的鲍曼不动杆菌XMZ-26的低温脂肪酶基因；王永杰等[11]在巴斯德毕赤酵母中表达了南极嗜冷菌Psychrobacter sp.低温脂肪酶基因lip- 948。但有关低温脂肪酶工程菌的发酵优化的研究较少。 

发明内容

针对现有技术中有关低温脂肪酶工程菌的发酵优化的研究较少的技术现状。本发明为了提供一种采用响应面法提高基因工程菌C102产酶能力的方法，采用响应面法优化已公开的低温脂肪酶基因工程菌C102产低温脂肪酶的发酵条件，以期提高低温脂肪酶的产量，为该基因工程菌产脂肪酶的工业化生产奠定基础。 

本发明的技术方案： 

本发明为了提高基因工程菌毕赤酵母C102表达低温脂肪酶酶活水平，通过单因素试验考察培养基中酵母氮源含量、pH值、甘油含量和甲醇含量对酶活的影响，确定以酵母氮源含量、pH值和甲醇含量作为响应面优化的基本条件。利用Design-Expert软件，以低温脂肪酶酶活为响应值，对培养基的组成和产酶条件进行了优化，得出优化产酶条件为：酵母氮源含量7.3g／L、pH值6.0、甲醇含量9.1g／L，在此培养条件下，低温脂肪酶酶活达到42.25IU／ml，比优化前产酶活力28.0IU／ml提高了50.9％。说明使用响应面法优化发酵条件可显著提高基因工程菌株C102的产低温脂肪酶的产酶能力，此结果为规模化生产低温脂肪酶奠定了基础。 

具体的，本发明提供一种采用响应面法提高基因工程菌C102产酶能力的方法，在30℃，200r／min条件下培养工程菌C102进行72h，培养基的碳源采用甘油含量分别为10.0g／L，氮源采用酵母氮源含量为5-9g／L，甲醇含量为7-11g／L，pH值为5.5-6.5，其他发酵培养条件都为本领域常见工序和技术参数，对基因工程菌C102产低温脂肪酶活性的影响最大。 

进一步，本发明提供一种采用响应面法提高基因工程菌C102产酶能力的 方法，在30℃，200r／min条件下培养工程菌C102进行72h，培养基的碳源采用甘油含量分别为10.0g／L，氮源采用酵母氮源含量为7.3g／L，甲醇含量为9.1g／L，pH值为6.0，其他发酵培养条件都为本领域常见工序和技术参数，在此培养条件下，低温脂肪酶酶活达到42.25IU／ml，比优化前产酶活力28.0IU／ml提高了50.9％，对基因工程菌C102产低温脂肪酶活性的影响最大。 

本发明采用的基因工程菌C102为一种已公开的基因工程菌的菌种，本领域普通技术人员可以通过公众渠道购买获得。 

通过实施本发明具体的发明内容，可以达到以下有益效果。 

本发明通过单因素试验考察培养基中酵母氮源含量、pH值、甘油含量和甲醇含量对酶活的影响，确定以酵母氮源含量、pH值和甲醇含量作为响应面优化的基本条件，以低温脂肪酶酶活为响应值，对培养基的组成和产酶条件进行了优化，得出优化产酶条件为：酵母氮源含量7.3g／L、pH值6.0、甲醇含量9.1g／L，在此培养条件下，低温脂肪酶酶活达到42.25IU／ml，比优化前产酶活力28.0IU／ml提高了50.9％。说明使用响应面法优化发酵条件可显著提高基因工程菌株C102的产低温脂肪酶的产酶能力，此结果为规模化生产低温脂肪酶奠定了基础。 

附图说明