CN102816823B - 利用多阶段转速调控策略提高Bacillus subtilis发酵生产核黄素产量的方法 - Google Patents

利用多阶段转速调控策略提高Bacillus subtilis发酵生产核黄素产量的方法 Download PDF

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利用多阶段转速调控策略提高Bacillus subtilis发酵生产核黄素产量的方法，属于溶氧控制技术在发酵过程优化应用方面的技术领域。在发酵0-26h搅拌转速控制在600rpm，26-31h搅拌转速控制在700rpm，31-35h搅拌转速控制在800rpm，36-48h搅拌转速控制在900rpm，用此多阶段搅拌转速控制工艺，核黄素产量得到显著提高。本发明的优点在于工艺简单易行、高效，有着重要的工业应用价值，对其它溶氧要求很高的发酵生产过程具有一定的指导和启迪意义。

Description

利用多阶段转速调控策略提高Bacillus subtilis发酵生产核黄素产量的方法
技术领域
利用多阶段转速调控策略提高Bacillus subtilis发酵生产核黄素产量的方法，涉及溶氧控制技术在发酵过程优化应用方面的技术领域。
背景技术
核黄素(riboflavin)亦称维生素B2，是一种水溶性B族维生素。微生物和植物细胞能够合成这种维生素而动物和人类细胞自身不能合成。核黄素在细胞新陈代谢过程中不可缺少，因此核黄素是动物和人体所必需的维生素之一。目前，核黄素主要通过微生物发酵法生产。发酵法具有生产工艺简单、对环境污染小、原料廉价绿色可再生等优点。目前对微生物发酵法生产核黄素的研究主要集中在菌种的代谢工程改造以及发酵培养基优化等方面。对于核黄素发酵而言，溶氧有着重要的影响，通过控制搅拌转速可以方便简单地控制液体发酵过程中的溶氧水平，因此搅拌转速的控制方式对核黄素产量的提高至关重要。利用多阶段搅拌转速的控制方式来控制溶氧水平进而提高核黄素的产量，尚未见文献报道。
发明内容
本发明所使用菌种为Bacillus subtilis 6-7，该菌株前期用于发酵葡萄糖合成2，3-丁二醇，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CTCCM 2009200。
本发明的目的是提供一种利用多阶段转速调控策略提高Bacillus subtilis发酵生产核黄素的产量的方法，利用本发明能显著提高核黄素的产量。
本发明的技术方案：利用多阶段转速调控策略提高Bacillus subtilis发酵生产核黄素的产量，在发酵0-26h搅拌转速控制在600rpm，26-31h搅拌转速控制在700rpm，31-36h搅拌转速控制在800rpm，36-48h搅拌转速控制在900rpm，用此多阶段搅拌转速控制工艺，核黄素产量得到显著提高，其产量提高到9.4g/L，而对照实施例的产量为7.8g/L。
本发明的有益效果：利用本发明能显著提高核黄素产量。本发明所提供的多阶段搅拌转速控制发酵工艺简单、高效，有着重要的工业应用价值，同时对其它溶氧要求很高的发酵生产过程具有一定的指导和启迪意义。
附图说明
图1发酵过程中恒定搅拌转速为600rpm发酵过程曲线，“■”表示菌体干重；“▲”表示核黄素浓度；“●”表示残糖；“......”表示溶氧
图2发酵过程中恒定搅拌转速为900rpm发酵过程曲线，“■”表示菌体干重；“▲”表示核黄素浓度；“●”表示残糖；“......”表示溶氧
图3发酵过程中0-26h搅拌转速控制在600rpm，26-48h搅拌转速控制在900rpm发酵过程曲线，“■”表示菌体干重；“▲”表示核黄素浓度；“●”表示残糖；“......”表示溶氧；灰线表示转速
图4发酵过程中0-26h搅拌转速控制在600rpm，26-31h搅拌转速控制在700rpm，31-36h搅拌转速控制在800rpm，36-48h搅拌转速控制在900rpm发酵过程曲线，“■”表示菌体干重；“▲”表示核黄素浓度；“●”表示残糖；“......”表示溶氧；灰线表示转速
具体实施方式
对照实施例1：保藏菌株先转斜面培养基上，置于37℃培养箱中培养20h，然后进行摇瓶发酵14h，温度40℃，转速220rpm，最后在5L发酵罐中进行补料分批发酵48h，发酵条件为：pH 6.9，通气速率4L/min，温度40℃。发酵过程中恒定搅拌转速为600rpm。发酵初始培养基为(g/L)：葡萄糖40，酵母浸膏10，(NH4)2HPO46，KH2PO45，MgSO4·7H2O 1.5，余量为水；流加培养基为(g/L)：葡萄糖600，酵母浸膏10，(NH4)2HPO46，KH2PO45，MgSO4·7H2O 0.5，余量为水；斜面培养基(g/L)：酵母浸膏5，蛋白胨10，NaCl 10。发酵结束后核黄素产量为7.2g/L。
对照实施例2：发酵过程中恒定搅拌转速为900rpm，其余条件同对照实施例1，发酵结束后核黄素产量为7.8g/L。
对照实施例3：发酵过程中0-26h搅拌转速控制在600rpm，26-48h搅拌转速控制在900rpm，其余条件同对照实施例1，用此两阶段搅拌转速控制策略发酵生产核黄素，发酵结束后核黄素产量为8.7g/L。
实施例4：发酵过程中0-26h搅拌转速控制在600rpm，26-31h搅拌转速控制在700rpm，31-36h搅拌转速控制在800rpm，36-48h搅拌转速控制在900rpm，其余条件同对照实施例1。用此多阶段搅拌转速控制策略发酵生产核黄素，发酵结束后核黄素产量为9.4g/L。

Claims (1)

1.利用多阶段转速调控策略提高Bacillus subtilis6-7发酵生产核黄素产量的方法，其特征是：将菌株Bacillus subtilis6-7先转斜面在37℃培养箱中培养20h，然后进行摇瓶发酵14h，温度40℃，转速220rpm，最后在5L发酵罐中进行补料分批发酵48h，发酵条件为：pH6.9，通气速率4L/min，温度40℃；发酵过程中在发酵0-26h搅拌转速控制在600rpm，26-31h搅拌转速控制在700rpm，31-35h搅拌转速控制在800rpm，36-48h搅拌转速控制在900rpm，用此多阶段搅拌转速控制工艺，核黄素产量得到显著提高；其中，发酵初始培养基为(g/L)：葡萄糖40，酵母浸膏10，(NH4)2HPO46，KH2PO45，MgSO4·7H2O1.5，余量为水；流加培养基为(g/L)：葡萄糖600，酵母浸膏10，(NH4)2HPO46，KH2PO45，MgSO4·7H2O0.5，余量为水。
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