CN101705258B - 一种发酵生产辅酶q10的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发酵生产辅酶Q10的方法,其包括以下步骤:先将根癌土壤杆菌以5~15%的接种量,进行高密度好氧发酵60~84小时,发酵培养基组分为葡萄糖12~20%,硫酸铵0.5~1.5%,磷酸二氢钾0.1~0.5%,硫酸镁0.01~0.05%,玉米浆0.5~2.5%,磷酸氢二铵0.2~1%,pH6~7.5,发酵温度为28~31℃;然后将获得的发酵液进行分离,得分离菌体;最后将所述分离菌体重悬后,经回流、萃取,得辅酶Q10。其工艺简单,发酵液菌体浓度低,生产成本低,适用于大规模生产。

Description

一种发酵生产辅酶Q10的方法
技术领域
本发明属于发酵工程领域,涉及一种发酵生产辅酶Q10(CoQ10)的方法。
背景技术
CoQ10,又称泛醌,是生物体内广泛存在的脂溶性醌类化合物,作为细胞代谢和细胞呼吸激活剂,还是重要的抗氧化剂和非特异性免疫增强剂,具有抗心肌缺血、抗心衰、抗心律失常作用。能激活人体细胞和细胞能量的营养,具有提高人体免疫力、增强抗氧化、延缓衰老和增强人体活力,是人类健康不可缺少的重要因子之一。
目前,CoQ10的主要生产方法有:动植物提取法、植物细胞培养法、化学合成法和微生物发酵法。
动植物组织提取法有原料价格高、来源有限、CoQ10含量低等缺点,故不利于工业化生产。
植物细胞培养法生产周期长,培养条件苛刻,产率低,技术尚不成熟。
而目前工业上广泛使用的化学合成法具有反应步骤多、最终转化率低、副产品多、分离过程复杂、手性物质分离困难以致产品活性低等缺点。在人体内只有全反式的CoQ10才有效,但目前文献报道的合成方法中,CoQ10多为顺反异构体的混合物(全反式一般在80%左右),且异构体分离极为困难。
而微生物发酵法生产CoQ10则具有不受原料限制,分离过程相对简单,不存在手性问题等优点,成为最有发展潜力的CoQ10生产方法。
目前,已经有许多菌种用于发酵法生产CoQ10,但都由于生产成本高等原因未能大规模生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种发酵法生产辅酶Q10的方法。
本发明的研究人员通过大量地研究发现,通过采用根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)实现高密度发酵,从而能够以较低的成本规模化生产CoQ10,并能够大幅度提高发酵CoQ10的发酵水平。
为了实现本发明目的,本发明的一种发酵生产辅酶Q10的方法,其包括以下步骤:
1)先将根癌土壤杆菌以5~15%的接种量,进行高密度好氧发酵60~84小时,发酵培养基组分为葡萄糖12~20%,硫酸铵0.5~1.5%,磷酸二氢钾0.1~0.5%,硫酸镁0.01~0.05%,玉米浆0.5~2.5%,磷酸氢二铵0.2~1%,pH6~7.5,发酵温度为28~31℃;
2)然后将获得的发酵液进行分离,得分离菌体;
3)最后将所述分离菌体重悬后,经回流、萃取,得CoQ10。
其中,所述根癌土壤杆菌菌株可采用现有根癌土壤杆菌进行发酵,优选的采用ATCC4452。
步骤1)中发酵的通风比为1∶0.3~1∶0.8,搅拌转速为300~600转/min。
根癌土壤杆菌在发酵培养前,进行种子培养时,所用的种子培养基:葡萄糖1~3%,蛋白胨0.5~1.5%,酵母膏0.5~1.5%,氯化钠0.2~1.0%,pH6~7.5。
步骤2)中所述分离采用4000~5000转/min,离心10~20分钟。
步骤3)中所述重悬所采用的重悬溶液为8~10%(g/100ml)NaOH甲醇溶液。
回流温度为85~95℃,回流时间30~60分钟。
所述萃取采用石油醚进行萃取。
本发明采用根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens,)进行高密度发酵生产CoQ10,其含量可达800mg/l~2000mg/l。其工艺简单,发酵液菌体浓度高,生产成本低,适用于大规模生产。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将根癌土壤杆菌ATCC4452进行摇瓶培养,再接种到具有以下组成的种子培养基中:葡萄糖2%,蛋白胨1.0%,酵母膏1.5%,氯化钠0.8%,pH7.0,培养条件50ml/500ml的三角瓶,250转/min,温度28℃,培养16h。
以15%的接种量将根癌土壤杆菌ATCC4452接种到具有以下组成的培养基中:葡萄糖15%,硫酸铵0.8%,磷酸二氢钾0.3%,硫酸镁0.03%,玉米浆1.5%,磷酸氢二铵0.5%,pH6.6±0.2。然后在以下控制条件下进行发酵:温度30℃,通风比1∶0.3,搅拌转速为300转/min,pH控制在7.5,发酵80小时。
取发酵液5000转/min,离心10分钟收集菌体,把收集到的上述菌体用8%NaOH甲醇溶液重悬,转移至盛有焦性没食子酸的圆底烧瓶中,95℃回流30分钟,取下立即冷却,用石油醚萃取,萃取液用液相测CoQ10含量达1500mg/l。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种发酵生产辅酶Q10的方法,其特征在于,其包括以下步骤:
1)先将根癌土壤杆菌ATCC 4452以5~15%的接种量,进行高密度好氧发酵60~84小时,发酵培养基组分为葡萄糖12~20%,硫酸铵0.5~1.5%,磷酸二氢钾0.1~0.5%,硫酸镁0.01~0.05%,玉米浆0.5~2.5%,磷酸氢二铵0.2~1%,pH6-7.5,发酵温度为28~31℃;
2)然后将获得的发酵液进行分离,得分离菌体;
3)最后将所述分离菌体重悬后,经回流、萃取,得辅酶Q10。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1)中发酵的通风比为1∶0.3~1∶0.8,搅拌转速为300~600转/min。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根癌土壤杆菌在发酵培养前,进行种子培养时,所用的种子培养基:葡萄糖1~3%,蛋白胨0.5~1.5%,酵母膏0.5~1.5%,氯化钠0.2~1.0%,pH6~7.5。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤2)中所述分离采用4000~5000转/min,离心10~20分钟。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤3)中所述重悬时,所采用的重悬溶液为8~10%NaOH甲醇溶液。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤3)中所述回流温度为85~95℃,回流时间30~60分钟。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述萃取采用石油醚进行萃取。
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