[发明专利]培养基及应用该培养基提高维生素PQQ转化率的方法

说明书

本发明涉及一种培养基及应用所述培养基对菌种进行发酵培养的方法，所述培养基通过在现有的通用培养基中添加适当重量的甲胺乙醇溶液和甲醛，甲胺和甲醛一部分通过丝氨酸循环进行碳固定，另一部分氧化成甲酸可以产生能量供甲基营养菌生长，物料配伍合理，碳源品种丰富，可有效加快生丝微菌胞内脱氢酶的生成而大量诱导合成PQQ，该培养基应用于PQQ的发酵生产中，有效提高从甲醇到PQQ的转化率。本发明所述的应用所述培养基对菌种进行发酵培养的方法，在三级扩大培养过程中，发酵培养80h后开始流加补料培养基，能有效加快生丝微菌胞内代谢活动，缩短代谢流路，提高脱氢酶的生成量，进一步提高了甲醇的利用率；且上述补料策略操作简便，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，具体涉及一种培养基及应用该培养基提高维生素PQQ转化率的发酵方法。

背景技术

吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone简称PQQ)是一种具有氧化还原活性的芳香三环邻位醌。PQQ是继黄素核苷酸FMN/FAD)和吡啶核苷酸(N AD/NADP)之后被发现的第三种氧化还原酶的辅因子，参与呼吸链的电子传递。PQQ具有促进机体生长、防护肝损伤、促进神经生长因子合成、调节机体自由基水平、提高细菌对毒性和辐射等极端条件的耐受性等功能，是一种独特的生理活性物质，在食品和医药保健领域具有重要的开发前景。

PQQ的生产方法分化学合成法和生物合成法，但其合成步骤繁杂，产率低，副产物多，纯化成本高。而生物合成的方法具有成本低、步骤少、分离更为容易的优点，是PQQ产业化的主要方向。CN104745513B专利公开的培养基以甲醇为单一碳源培养4-6天，吡咯喹啉醌的产量仅为150-350mg/L，未达到1g/L；CN106282044B专利公开的培养基以甲醇为单一碳源，发酵过程补料工艺粗放简陋，不易于控制，虽然最终产物浓度达到1783mg/L，但耗用甲醇过多，转化率低。因此，开发新的培养基和提高维生素PQQ的转化率是微生物发酵生产PQQ进行工业化的关键。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种培养基及应用该培养基提高维生素PQQ转化率的发酵方法。本发明所述培养基，通过在现有的通用培养基中添加适当重量的甲胺乙醇溶液和甲醛，甲胺和甲醛一部分通过丝氨酸循环进行碳固定，另一部分氧化成甲酸可以产生能量供甲基营养菌生长，物料配伍合理，碳源品种丰富，可加快生丝微菌胞内脱氢酶的生成而大量诱导合成PQQ，该培养基应用于PQQ的发酵生产中，可以提高从甲醇到PQQ的转化率；进一步，应用所述培养基进行的PQQ发酵方法，通过控制补料策略，能有效加快生丝微菌胞内代谢活动，缩短代谢流路，提高脱氢酶的生成量，进而提高甲醇的利用率，且所述补料策略操作简便，适用于工业化生产。

本发明所采用的技术方案为：

一种培养基，原料组分包括无水甲醇0.1-2重量份、甲胺乙醇溶液0.1-0.5重量份、甲醛0.02-0.1重量份、(NH₄)₂SO₄ 0.5-1.0重量份、KH₂PO₄ 0.1-0.5重量份、Na₂HPO₄ 0.6-1.0重量份、MgSO₄·7H₂O 0.1-0.3重量份、FeSO₄·7H₂O 0.005-0.01重量份、ZnSO₄·7H₂O 0.01-0.03重量份、CoCl₂·6H₂O 0.005-0.01重量份、水100重量份。

进一步优选所述培养基的原料还包括0.001-0.003重量份的辅酶Q10、0.01-0.05重量份的甘氨酸和0.01-0.03重量份的天冬酰胺；

所述甲胺乙醇溶液的质量浓度为30％。

一种提高维生素PQQ转化率的发酵方法，应用所述培养基对菌种进行发酵培养，从发酵液中获得PQQ。