CN102465166A - 一种提高2-酮基-l-古龙酸发酵生产强度的方法 - Google Patents

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刘立明
刘杰
杜尔凤
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Abstract

本发明公开了一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产强度的方法，采用普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌混合菌系为生产菌株，以L-山梨糖为底物发酵，在发酵培养基中添加0.05％～0.3％明胶。本发明采用的上述工艺，其发酵液中2-酮基-L-古龙酸的最大生成速率和山梨糖的最大消耗速率分别大幅提高，可以有效缩短2-酮基-L-古龙酸的发酵周期，提高维生素C发酵生产强度。

Description

一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产强度的方法
技术领域
本发明涉及维生素C的制备方法，具体地说是一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产强度的方法，属于微生物发酵技术领域。
背景技术
维生素C，即L-抗坏血酸，是人体必需的水溶性维生素，参与多种代谢活动。目前，维生素C不仅作为重要的医药产品用于治疗多种疾病，也广泛用于食品、饲料及化妆品中，已由单一的药用发展成为多用途的产品。2-酮基-L-古龙酸(2-keto-L-gulonic acid，以下简称2-KLG)，是合成维生素C重要的前体。目前国内主要维生素C生产厂家均采用二十世纪七十年代我国尹光琳等发明的“二步发酵法”生产工艺，这一技术的关键步骤是其第二步发酵过程，L-山梨糖在一种混合菌系作用下被生物氧化为2-KLG，该混合菌系由两种微生物组成，其中起糖酸转化作用的微生物为普通生酮基古龙酸菌；混合菌系中另一种微生物为伴生菌，大多为革兰氏阳性芽孢杆菌，如巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌等芽孢杆菌。
国内的维生素C“二步发酵法”与国外“莱氏法”相比，简化了工艺，降低成本，减少了污染，但其第二步发酵过程目前仍存在周期长、能耗高等制约生产的技术问题，因此，改进原有发酵生产工艺，提高2-KLG生产强度是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产强度的方法，能够有效缩短2-酮基-L-古龙酸的发酵周期。
本发明所需要解决的问题是通过如下的技术方案实现的：采用普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌混合菌系为生产菌株，以L-山梨糖为底物发酵，在发酵培养基中添加0.05％～0.3％明胶。
本发明采用的上述工艺，其发酵液中2-酮基-L-古龙酸的最大生成速率和山梨糖的最大消耗速率分别大幅提高，可以有效缩短2-酮基-L-古龙酸的发酵周期，提高维生素C发酵生产强度。
具体实施方式
本发明的培养基：
固体培养基(％)：山梨糖1.5-2.0，酵母膏0.2，玉米浆0.5，尿素0.2MgSO4·7H2O 0.03，KH2PO40.02，CaCO30.5，琼脂2.5，pH 6.8-7.2。
液体种子培养基(％)：山梨糖1.5-2.0，酵母膏0.3，玉米浆0.5，尿素0.2，MgSO4·7H2O 0.01，KH2PO40.02，CaCO30.5，pH 6.8-7.2。
发酵培养基(％)：山梨糖8.0，玉米浆0.5，尿素1.2，MgSO4·7H2O 0.02，KH2PO40.05，CaCO30.5，pH 6.8-7.2，其中山梨糖单独灭菌。
本发明摇瓶培养
种液培养条件：培养温度28-30℃，培养时间为24小时，摇床转速190rpm。
发酵瓶培养条件：培养温度29-33℃，接种量12％，摇床转速210rpm，培养72小时，发酵培养基中按实验要求添加不同浓度的明胶(浓度范围0.05％～0.3％)。
发酵液中2-KLG的测定：改进的碘量法；发酵液中残余的L-山梨糖测定：二苯胺法。
实施例1：
将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢菌的混合菌液12ml，接入到80ml含有8％的山梨糖、0.5％玉米浆、1.2％尿素、0.02％硫酸镁、0.05％磷酸二氢钾、0.5％轻质碳酸钙、0.16％明胶发酵培养基，培养基初始pH7.0，培养温度29℃，摇瓶容积750ml，摇床转速210rpm，发酵液终点2-KLG含量79.91mg/ml，发酵周期60小时，较未加明胶对照组缩短12小时。
实施例2：
将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢菌的混合菌液12ml，接入到80ml含有8％的山梨糖、0.5％玉米浆、1.2％尿素、0.02％硫酸镁、0.05％磷酸二氢钾、0.5％轻质碳酸钙、0.3％明胶发酵培养基，培养基初始pH7.0，培养温度31℃，摇瓶容积750ml，摇床转速210rpm，发酵液终点2-KLG含量79.36mg/ml，发酵周期54小时，较未加明胶对照组缩短18小时。
实施例3：
将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液100升，接入到350升含有3％的山梨糖、1％玉米浆、0.2％尿素、0.03％硫酸镁、0.1％磷酸二氢钾的发酵培养基中，培养基另添加0.08％的明胶，发酵容器采用1000升自动发酵罐，培养基初始pH6.8，培养温度31℃，培养8小时开始用25％碳酸钠溶液控制发酵液pH7.0，培养12小时开始流加浓度为32％的山梨糖溶液，发酵最终总糖浓度8.6％，发酵过程中控制溶解氧30-50％，终点发酵液中2-KLG含量84.77mg/ml，发酵周期32小时，产酸速率2.65mg/ml·h，较未加明胶对照组产酸速率提高24.4％。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而这些属于本发明的精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产强度的方法，其特征在于采用普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌混合菌系为生产菌株，以L-山梨糖为底物发酵，在发酵培养基中添加0.05％～0.3％明胶。
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