CN101050451A - 一种提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的方法 - Google Patents

一种提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的方法，其特征是在种子罐中加入占发酵液质量0.02～0.03％的氢氧化钠，将氢氧化钠配置成2％的水溶液，同时将3PPm的CoCl2.6H2O加入到种子罐中一同消毒，当发酵液的pH降低至5时通过转种管线加入到发酵罐中，本方法的特点是将发酵过程中pH的控制与CoCl2·6H2O的补加相耦合，从而达到大幅度提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的目的，将酶活性提高40％以上的同时使发酵罐的培养周期缩短20％，不需要添加新的设备，实现起来简单，与补糖等补料方法相比由于补入的是氢氧化钠溶液因而造成发酵罐的染菌可能性小。

Description

一种提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的方法
技术领域
本发明涉及一种提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的方法。
背景技术
丙烯腈水合酶生产菌体在发酵过程中随着菌体对葡萄糖的利用，大量有机酸迅速积累使发酵液的PH迅速下降，一方面过低的PH会使菌体的生长延缓，从而使菌体的生长期延长生产期变短，进而影响菌体产酶的活性；另一方面过低的PH会使构成丙烯腈水合酶的亚基断裂而影响亚基折叠形成特定的空间结构或使以络合形式与酶蛋白结合构成酶活性中心的钴离子离解出来从而使酶活性降低，通常发酵液中采用的加入含量均为0.05％磷酸氢二钾和磷酸二氢钾形成缓冲体系在大多情况下很难将发酵液的PH控制在理想范围内，如果要使PH达到理想范围需要加入大量的磷酸氢二钾和磷酸二氢钾，这不仅大大增加了生产成本还会对菌体的代谢产生一定的影响。
发明内容
本发明的目的是通过改变发酵液的PH来改善菌体的生长环境从而促进菌体的生长来达到对发酵过程中PH控制的目的。
为将丙烯腈水合酶发酵过程的PH控制在理想范围内，本方法采用在发酵液的PH降低至5左右时补加发酵液质量0.02～0.03％的氢氧化钠，通过改变发酵液的PH来改善菌体的生长环境从而促进菌体的生长来达到对发酵过程中PH控制的目的。
钴离子作为丙烯腈水合酶活性中心，其含量与丙烯腈水合酶的活性呈正相关的关系，但如果在发酵初期其含量过高会抑制菌体的生长，因而开始配置培养液时应将发酵液中CoCl2.6H2O的含量控制在11PPm，当补入氢氧化钠时再加入占发酵液质量3PPm的CoCl2.6H2O从而实现了发酵过程中PH的控制与氯化钴的补加相耦合，共同达到提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的目的。
本方法的具体做法是：在种子罐中将要加入的占发酵液质量0.02～0.03％的氢氧化钠配置成2％的溶液，同时将占发酵液质量3PPm的CoCl2.6H2O加入到种子罐中一同消毒，当发酵液的PH降低至5左右时通过转种管线加入到发酵罐中。
本方法的特点是将发酵过程中PH的控制与CoCl2.6H2O的补加相耦合从而达到大幅度提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的目的，本方法能将酶活性提高40％以上的同时可以使发酵罐的培养周期缩短20％，同时本方法不需要添加新的设备，实现起来简单，与补糖等补料方法相比本方法由于补入的是氢氧化钠溶液因而造成发酵罐的染菌可能性小。
具体实施方式
实施例1
丙烯腈水合酶发酵生产中，发酵液的质量为6吨，经过计算应补加氢氧化钠1.2千克，CoCl2.6H2O 18克，向种子罐中加入水60千克，当发酵罐培养18小时时采样测得发酵液的PH为5.9，于是向种子罐中加入60千克的水、1.2千克的氢氧化钠、18克的CoCl2.6H2O，封闭好种子罐后对种子罐中的溶液进行升温消毒，并在121℃、0.11MPa条件下持续20分钟，然后冷却到20℃左右备用，在对种子罐中的溶液消毒的同时应将转种管线连接好并用蒸汽消毒30分钟，当24小时采样测得发酵液的PH为5时将准备好的氢氧化钠溶液通过转种管线加入到发酵罐中，发酵实际结果为：
  项目/周期小时   0   18   21   24   30   36   42   45
  PH   8.7   5.9   5.5   5.1   5.4   6.6   7.5   7.6
  酶活   0   102   146   206   308   720   917   1017
实施例2
丙烯腈水合酶发酵生产中，发酵液的质量为6吨，经过计算应补加氢氧化钠1.8千克，CoCl2.6H2O 18克，向种子罐中加入水90千克，当发酵罐培养18小时时采样测得发酵液的PH为5.7，于是向种子罐中加入90千克的水、1.8千克的氢氧化钠、18克的CoCl2.6H2O，封闭好种子罐后对种子罐中的溶液进行升温消毒，并在121℃、0.11MPa条件下持续20分钟，然后冷却到20℃左右备用，在对种子罐中的溶液消毒的同时应将转种管线连接好并用蒸汽消毒30分钟，当24小时采样测得发酵液的PH为4.9时将准备好的氢氧化钠溶液通过转种管线加入到发酵罐中，发酵实际结果为：
  项目/周期小时   0   18   21   24   30   36   42   45
  PH   8.6   5.7   5.4   4.9   5.9   7.3   7.6   7.6
  酶活   0   93   101   283   321   775   995   1126
实施例3
丙烯腈水合酶发酵生产中，发酵液的质量为6吨，经过计算应补加氢氧化钠1.2千克，CoCl2.6H2O 18克，向种子罐中加入水60千克，当发酵罐培养18小时时采样测得发酵液的PH为5.5，于是向种子罐中加入60千克的水、1.2千克的氢氧化钠、18克的CoCl2.6H2O，封闭好种子罐后对种子罐中的溶液进行升温消毒，并在121℃、0.11MPa条件下持续20分钟，然后冷却到20℃左右备用，在对种子罐中的溶液消毒的同时应将转种管线连接好并用蒸汽消毒30分钟，当24小时采样测得发酵液的PH为4.8时将准备好的氢氧化钠溶液通过转种管线加入到发酵罐中，发酵实际结果为：
  项目/周期小时   0   18   21   24   30   36   42   45
  PH   8.7   5.5   5.2   4.8   6.1   6.7   7.4   7.7
  酶活   0   52   96   212   392   795   1001   1112

Claims (1)

1.一种提高丙烯腈水合酶发酵生产中酶活性的方法，其特征在于：
在种子罐中加入占发酵液质量0.02～0.03％的氢氧化钠，将氢氧化钠配置成2％的水溶液，同时将占发酵液质量3PPm的CoCl2.6H2O加入到种子罐中一同消毒，当发酵液的PH降低至5时通过转种管线加入到发酵罐中。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106148312A (zh) * 2015-04-15 2016-11-23 四川光亚聚合物化工有限公司 稳定贮存微生物法生产丙烯酰胺发酵液酶活性的方法
CN106520744A (zh) * 2017-01-19 2017-03-22 安徽瑞邦生物科技有限公司 一种提高枯草芽孢杆菌腈水合酶活性的方法

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