[发明专利]一种核黄素清洁生产所用的培养基及方法

说明书

本发明涉及一种核黄素清洁生产所用的培养基及方法，本发明用甜菜碱替代糖蜜，并在基础料和发酵过程补料培养基中调控葡萄糖与糖蜜的搭配比例，降低残留、实现清洁生产；同时，用新型有机氮源——面包酵母浸出物替代传统有机氮源玉米浆和酵母粉，进行代谢调控和生物工程优化，从而提高了生物量、缩短发酵周期，实现持续增效。通过本发明的方法，可促进菌体的快速生长、提高比生长速率，促使菌体高效合成核黄素，缩短发酵培养时间，较常规工艺缩短10‑20h，提高发酵水平、降低放罐残留（氨基氮降低52‑68%）、发酵醪液透光度提高17‑20%，达到清洁生产的目的，同时又可降低生产综合成本、实现精细调控。

技术领域

本发明属于生物制药技术领域，特别是涉及一种核黄素的清洁生产所用的培养基及方法。

背景技术

核黄素即维生素B2，为水溶性的B族维生素，分子式为C₁₇H₂₀N₄O₆，外观呈黄色到橙黄色细针状结晶，味臭、微苦；不稳定，易分解；核黄素在呼吸和生物氧化中起着重要的作用。核黄素常用于医药、食品强化剂、动物饲料添加剂（2-8mg/kg），同时还有少量作为有效成分应用于营养性或治疗性的化妆品行业。

目前核黄素的工业化生产方法有化学半合成法和微生物发酵法。微生物发酵法生产核黄素至今已有60年的历史，1974年以后，随着核黄素高产菌的选育成功和菌种生产性能的不断提高，尤其是重组枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis等产核黄素基因工程菌的相继构建成功及发酵工艺的改进，使微生物发酵法在与化学半合成法的竞争中显示出其优越性，并广泛地应用于核黄素工业生产。微生物发酵法采用蔗糖、葡萄糖、糖蜜为主要碳源，酵母粉、玉米浆、硫酸铵、氨水为氮源，采用纯种沉没通气搅拌、二级发酵。发酵过程中采用中间补料工艺。发酵产业是生物产业的重要组成部分，高质量生产和清洁生产仍然是实现发酵产业可持续发展和快速发展的两大主题。普遍认为，应从源头抓清洁生产和高效发酵生产问题，其中有机氮源是原料的关键，它与菌种扩培、发酵调控、分离提取和废水有机质含量关系密切。玉米浆和酵母粉是VB2发酵培养中起重要作用的氮源。玉米浆是湿磨法生产玉米淀粉时的副产物，作为最廉价的有机氮源，因其含有大量的可溶性蛋白、氨基酸、多肽、多糖、维生素和生长因子，为VB2发酵产生菌的生长代谢提供了丰富的营养，故而在发酵生产中具有重要的作用。但在工业生产中，玉米浆会随玉米的产地、工艺控制和生产季节的不同而存在差异，甚至在玉米浆的储运过程中都会引起成分的改变，使其质量在一定程度上存在着不稳定性，从而核黄素产率和发酵周期也会因之而出现波动。酵母粉是酵母细胞不经自溶，直接压滤干燥、粉碎后的产物，含有大量的完整的酵母细胞，使得VB2发酵产生菌对其利用速度慢，发酵醪液残留高，从而影响发酵原材料转化率和提取精制收率，环保压力大。

从国内VB2生产和销售情况来看，随着产量的大幅增加，将是供过于求的状况。在今后几年或十几年，如果继续维持目前这样的工艺路线不革新、过程控制不优化的话，则会失去已有的市场占有率。近几年来，由于欧盟国家试图垄断VB2市场而尽量压低市场价格，国际市场面临严峻挑战。因此，如何改进工艺提高发酵转化率、提高产品产量和质量、清洁生产已成为VB2生产厂家亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种实现核黄素清洁生产，提高发酵水平，缩短发酵时间，降低生产成本的核黄素清洁生产所用的培养基；

本发明的另一目的是提供上述利用上述培养基发酵生产核黄素的清洁生产方法。

为实现上述发明目的所采取的技术方案为：

一种核黄素清洁生产所用的培养基，包括种子培养基、发酵培养基和补料培养基，其特征在于，

所述种子培养基组成为：葡萄糖1.0-2.0%，甜菜碱0.1-1.0%，酵母浸粉0.05-0.5%，硫酸铵0.1-0.5%，尿素0.5-2.0%， 硫酸镁0.01-0.25%，轻质碳酸钙0.1-1.0%，其余为水，按重量体积比配制；