CN114574533A - 一种发酵生产腺苷的方法及发酵培养基 - Google Patents
一种发酵生产腺苷的方法及发酵培养基 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114574533A CN114574533A CN202210334952.1A CN202210334952A CN114574533A CN 114574533 A CN114574533 A CN 114574533A CN 202210334952 A CN202210334952 A CN 202210334952A CN 114574533 A CN114574533 A CN 114574533A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adenosine
- fermentation
- seed
- high fructose
- culture medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N adenosine Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 title claims abstract description 208
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 122
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 122
- 239000002126 C01EB10 - Adenosine Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 229960005305 adenosine Drugs 0.000 title claims abstract description 104
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 41
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 32
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims abstract description 31
- 235000019534 high fructose corn syrup Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 16
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims abstract description 16
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M monosodium L-glutamate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M 0.000 claims abstract description 16
- 235000013923 monosodium glutamate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000004223 monosodium glutamate Substances 0.000 claims abstract description 16
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 22
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 claims description 18
- 238000012262 fermentative production Methods 0.000 claims description 15
- 235000021433 fructose syrup Nutrition 0.000 claims description 12
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 claims description 8
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 claims description 8
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N tristearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 1-oleoylglycerol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(O)CO RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 6
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 6
- PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N Trioleoylglycerol Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PVNIQBQSYATKKL-UHFFFAOYSA-N Glycerol trihexadecanoate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC PVNIQBQSYATKKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical group 0.000 claims description 2
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 claims description 2
- BAECOWNUKCLBPZ-HIUWNOOHSA-N Triolein Natural products O([C@H](OCC(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC)C(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC BAECOWNUKCLBPZ-HIUWNOOHSA-N 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 229930182478 glucoside Natural products 0.000 abstract description 6
- 150000008131 glucosides Chemical class 0.000 abstract description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 11
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 11
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 230000034659 glycolysis Effects 0.000 description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 description 4
- 150000002338 glycosides Chemical class 0.000 description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- PJVXUVWGSCCGHT-ZPYZYFCMSA-N (2r,3s,4r,5r)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;(3s,4r,5r)-1,3,4,5,6-pentahydroxyhexan-2-one Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C(=O)CO PJVXUVWGSCCGHT-ZPYZYFCMSA-N 0.000 description 3
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 3
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000004102 tricarboxylic acid cycle Effects 0.000 description 3
- GFAZHVHNLUBROE-UHFFFAOYSA-N 1-hydroxybutan-2-one Chemical compound CCC(=O)CO GFAZHVHNLUBROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROWKJAVDOGWPAT-UHFFFAOYSA-N Acetoin Chemical compound CC(O)C(C)=O ROWKJAVDOGWPAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 2
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N aldehydo-D-ribose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 2
- 230000004108 pentose phosphate pathway Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- UDMBCSSLTHHNCD-UHFFFAOYSA-N Coenzym Q(11) Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(O)=O)C(O)C1O UDMBCSSLTHHNCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IVOMOUWHDPKRLL-KQYNXXCUSA-N Cyclic adenosine monophosphate Chemical compound C([C@H]1O2)OP(O)(=O)O[C@H]1[C@@H](O)[C@@H]2N1C(N=CN=C2N)=C2N=C1 IVOMOUWHDPKRLL-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OIRDTQYFTABQOQ-UHTZMRCNSA-N Vidarabine Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O OIRDTQYFTABQOQ-UHTZMRCNSA-N 0.000 description 1
- UDMBCSSLTHHNCD-KQYNXXCUSA-N adenosine 5'-monophosphate Chemical group C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O UDMBCSSLTHHNCD-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 229960003190 adenosine monophosphate Drugs 0.000 description 1
- LNQVTSROQXJCDD-UHFFFAOYSA-N adenosine monophosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(CO)C(OP(O)(O)=O)C1O LNQVTSROQXJCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001456 adenosine triphosphate Drugs 0.000 description 1
- TTWYZDPBDWHJOR-IDIVVRGQSA-L adenosine triphosphate disodium Chemical compound [Na+].[Na+].C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O TTWYZDPBDWHJOR-IDIVVRGQSA-L 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000000916 dilatatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000037149 energy metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- MRWXACSTFXYYMV-FDDDBJFASA-N nebularine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C2=NC=NC=C2N=C1 MRWXACSTFXYYMV-FDDDBJFASA-N 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 description 1
- 150000003833 nucleoside derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- -1 phosphate ester Chemical class 0.000 description 1
- 230000026731 phosphorylation Effects 0.000 description 1
- 238000006366 phosphorylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002212 purine nucleoside Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000005062 synaptic transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229940117972 triolein Drugs 0.000 description 1
- 229960003636 vidarabine Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/26—Preparation of nitrogen-containing carbohydrates
- C12P19/28—N-glycosides
- C12P19/38—Nucleosides
- C12P19/40—Nucleosides having a condensed ring system containing a six-membered ring having two nitrogen atoms in the same ring, e.g. purine nucleosides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了一种发酵生产腺苷的方法及发酵培养基,其中,发酵培养基包括:果葡糖浆20‑100g/L,玉米浆20‑50g/L,酵母粉4‑9g/L,硫酸镁2‑6g/L,磷酸二氢钾1‑5g/L,味精2‑6g/L,消泡剂0.1‑0.5g/L,氧载体5‑30g/L;其方法包括如下步骤:(1)将腺苷生产菌种培育制备腺苷种子液;(2)将腺苷种子液接入所述发酵培养基中发酵培养得到腺苷发酵液。本发明通过在发酵培养基中增加氧载体,减少了副产物,有效利用碳源,降低碳源代谢流的浪费;同时,设备故障率情况得到明显改善,延长了设备使用寿命;降低了生产成本。通过用果葡糖浆作为发酵底糖,有利于产苷积累,提高了糖苷转化率。
Description
技术领域:
本发明涉及微生物发酵技术领域,特别是涉及一种发酵生产腺苷的方法及发酵培养基。
背景技术:
腺苷(adenosine),化学名称为9-β-D-呋喃核糖基腺嘌呤,也称作腺嘌呤核苷,指由腺嘌呤的N-9与D-核糖的C-1通过β糖苷键连接而成的化合物,化学式为C10H13N5O4,其磷酸酯为腺苷酸。腺苷属于内源性嘌呤核苷类物质,遍布于人体的各个细胞,参与人体的多种重要代谢和机能调节,在生物化学上扮演着极其重要的角色。腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷,可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸,参与心肌能量代谢,同时还参与扩张冠脉血管,增加血流量,是合成环腺苷酸、腺嘌呤、阿糖腺苷、三磷酸腺苷(ATP)的主要原料。此外,腺苷还是一种抑制性神经传导物,在神经传递中起重要作用。
腺苷的主要生产方法为化学合成法、酶法和发酵法。前两种成本高,污染大,大规模应用受到限制。目前,发酵法生产腺苷已进入大规模工业化生产阶段,主要以枯草芽孢杆菌为生产菌生产腺苷,但该方法依然存在以下问题:
(1)枯草芽孢杆菌为耗氧菌,实验要求发酵过程中溶氧控制在 20-50%,但是氧气在培养基中的可溶性较低,同时受发酵设备限制,搅拌转速提到电机的额定转速800转/分时,也只能勉强维持溶氧在5%以下,在低氧条件下,葡萄糖会通过糖酵解途径产生乳酸等副产物,增加了碳源代谢流的浪费;同时,长时间高转速对设备机封和轴承都造成负担,设备故障率高,使用寿命降低;同时高搅拌转速导致电能消耗高,增加生产成本。
(2)腺苷的合成需要碳源进入糖酵解途径提供中间产物和通过 TCA途径来提供能量,同时需要足够的碳源进入戊糖磷酸途径合成腺苷。传统发酵工艺底糖采用葡萄糖,但是高浓度葡萄糖会促进糖酵解途径代谢通量增加,使碳源大量进入糖酵解途径,生成乳酸、乙酸、羟基丁酮、乙偶姻等发酵副产物,而进入戊糖磷酸途径偏少;同时,高浓度葡萄糖还会抑制TCA循环,进而降低了TCA循环为菌体合成腺苷提供需要的ATP(腺苷三磷酸)产量,因此,传统工艺中高浓度葡萄糖不利于产苷积累,糖苷转化率低。
发明内容:
本发明的第一个目的在于提供一种发酵培养基,该发酵培养基用于发酵生产腺苷,能够提高糖苷转化率,降低能耗和生产成本。
本发明的第二个目的在于提供一种糖苷转化率高、能耗低、生产成本低的发酵生产腺苷的方法。
本发明的第一个目由如下技术方案实施:一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其包括如下组分:果葡糖浆20-100g/L,玉米浆 20-50g/L,酵母粉4-9g/L,硫酸镁2-6g/L,磷酸二氢钾1-5g/L,味精 2-6g/L,消泡剂0.1-0.5g/L。
所述的一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基还包括有氧载体5-30g/L。
进一步的,所述氧载体为对细胞无害,比水具有更高溶氧量,且与水不互溶的有机化合物。
进一步的,所述氧载体为油酸甘油酯、三油酸甘油酯、软脂精或三硬脂酸甘油酯中的任意一种或一种以上的组合。
进一步的,所述果葡糖浆为F90型果葡糖浆、F42型果葡糖浆或 F55型果葡糖浆中的任意一种或一种以上的组合。
进一步的,所述果葡糖浆为F90型果葡糖浆。
本发明的第二个目由如下技术方案实施:利用上述所述的发酵培养基发酵生产腺苷的方法,包括如下步骤:
(1)将腺苷生产菌种培育制备腺苷种子液;
(2)将腺苷种子液接入所述发酵培养基中发酵培养得到腺苷发酵液;发酵过程控制溶氧在20-50%。
进一步的,所述步骤(1)具体包括:将腺苷生产菌种接种至种子培养基中,制备成发酵种子液;将所述发酵种子液接入种子罐中进行种子培养得到腺苷种子液;其中,培养温度为30-36℃,pH为6.5-7.0,罐压为0.05-0.1Mpa。
进一步的,所述种子培养基包括如下组分:葡萄糖20-40g/L,玉米浆20-50g/L,酵母粉3-8g/L,硫酸镁2-5g/L,磷酸二氢钾2-5g/L,味精1-5g/L,消泡剂0.15-0.3g/L。
进一步的,所述腺苷生产菌种为枯草芽孢杆菌。
进一步的,所述步骤(2)具体包括:将所述腺苷种子液以13-18%接种量接入所述发酵培养基中,培养温度为30-38℃,pH为6.4-7.0,罐压为0.05-0.1Mpa;当所述发酵培养基中残糖水平低于20g/L时,开始流加葡萄糖溶液,将残糖维持在15-35g/L,总发酵时间为36-44h,制备得到腺苷发酵液。
本发明的优点:
1、本发明通过在发酵培养基中增加氧载体,氧载体比水有更高的溶氧量,且与发酵液不互溶,可以减少气-液两相之间的传氧阻力,提高了发酵溶氧效果,改善溶氧环境,发酵罐搅拌只需要低转速便可满足溶氧要求。溶氧满足要求后,减少了通过糖酵解途径产生乳酸等副产物,有效利用碳源,降低碳源代谢流的浪费;同时,发酵罐搅拌转速降低,一方面降低了电耗,另一方面降低了对设备机封和轴承的负担,设备故障率情况得到明显改善,延长了设备使用寿命;降低了生产成本。
2、本发明通过用果葡糖浆作为发酵底糖,代替碳源葡萄糖,一方面,通过果糖进入糖酵解途径维持生物量增长;另一方面,减少对 TCA循环的抑制,为菌体合成腺苷提供大量的ATP,减少发酵副产物的生成,有利于产苷积累,提高了糖苷转化率。
具体实施方式:
下面将结合本发明实施例,对本发明技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其包括如下组分:F90型果葡糖浆30g/L,玉米浆35g/L,酵母粉4g/L,硫酸镁4g/L,磷酸二氢钾2.4g/L,味精4g/L,消泡剂0.2g/L,油酸甘油酯5g/L。
实施例2:利用实施例1中的发酵培养基发酵生产腺苷的方法,其包括如下步骤:
(1)将腺苷生产菌种培育制备腺苷种子液;具体包括:将腺苷生产菌种接种至种子培养基中,制备成发酵种子液;将所述发酵种子液接入种子罐中进行种子培养得到腺苷种子液;其中,培养温度为 31℃,pH为6.5-6.6,罐压为0.05-0.1Mpa;其中,种子培养基包括如下组分:葡萄糖20g/L,玉米浆20g/L,酵母粉3g/L,硫酸镁2g/L,磷酸二氢钾2g/L,味精2g/L,消泡剂0.15g/L;本实施例中,腺苷生产菌种为枯草芽孢杆菌。种子罐培养基灭菌温度为123℃,时间25min。
(2)将腺苷种子液接入所述发酵培养基中发酵培养得到腺苷发酵液;具体包括:将腺苷种子液以15%接种量接入发酵培养基中,培养温度为31℃,pH为6.4-6.5,罐压为0.05-0.1Mpa;当发酵培养基中残糖水平低于20g/L时,开始流加葡萄糖溶液,将残糖维持在 15-25g/L,总发酵时间为40h,制备得到腺苷发酵液;搅拌转速为 400-600转/分,发酵过程控制溶氧在20-50%。发酵培养基包括如下组分:果葡糖浆30g/L,玉米浆35g/L,酵母粉4g/L,硫酸镁4g/L,磷酸二氢钾2.4g/L,味精4g/L,消泡剂0.2g/L,氧载体5g/L。本实施例所用氧载体为油酸甘油酯;果葡糖浆为F90型果葡糖浆,即果葡糖浆中含果糖的质量百分比浓度为90%。
按本实施例方法重复3次,测定发酵液中的腺苷含量,发酵指标见下表1。
实施例3:一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其特征在于,其包括如下组分:F42果葡糖浆100g/L,玉米浆50g/L,酵母粉9g/L,硫酸镁6g/L,磷酸二氢钾5g/L,味精6g/L,消泡剂0.5g/L,软脂精 30g/L。
实施例4:利用实施例3中的发酵培养基发酵生产腺苷的方法,其包括如下步骤:
(1)将腺苷生产菌种培育制备腺苷种子液;具体包括:将腺苷生产菌种接种至种子培养基中,制备成发酵种子液;将所述发酵种子液接入种子罐中进行种子培养得到腺苷种子液;其中,培养温度为 36℃,pH为6.5-6.6,罐压为0.05-0.1Mpa;其中,种子培养基包括如下组分:葡萄糖40g/L,玉米浆50g/L,酵母粉8g/L,硫酸镁5g/L,磷酸二氢钾5g/L,味精5g/L,消泡剂0.3g/L;本实施例中,腺苷生产菌种为枯草芽孢杆菌。种子罐培养基灭菌温度为123℃,时间25min。
(2)将腺苷种子液接入所述发酵培养基中发酵培养得到腺苷发酵液;具体包括:将所述腺苷种子液以18%接种量接入发酵培养基中,培养温度为38℃,pH为6.4-6.5,罐压为0.05-0.1Mpa;当发酵培养基中残糖水平低于20g/L时,开始流加葡萄糖溶液,将残糖维持在15-35g/L,总发酵时间为44h,制备得到腺苷发酵液;搅拌转速为400-600转/分,发酵过程控制溶氧在20-50%。发酵培养基包括如下组分:果葡糖浆100g/L,玉米浆50g/L,酵母粉9g/L,硫酸镁6g/L,磷酸二氢钾5g/L,味精6g/L,消泡剂0.5g/L,氧载体30g/L。本实施例所用氧载体为软脂精;果葡糖浆为F42型果葡糖浆,即果葡糖浆中含果糖的质量百分比浓度为42%。
按本实施例方法重复3次,测定发酵液中的腺苷含量,发酵指标见下表1。
实施例5:一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其特征在于,其包括如下组分:F55型果葡糖浆70g/L,玉米浆40g/L,酵母粉7g/L,硫酸镁2g/L,磷酸二氢钾4g/L,味精2g/L,消泡剂0.1g/L,三硬脂酸甘油酯20g/L。
实施例6:利用实施例5中的发酵培养基发酵生产腺苷的方法,其包括如下步骤:
(1)将腺苷生产菌种培育制备腺苷种子液;具体包括:将腺苷生产菌种接种至种子培养基中,制备成发酵种子液;将所述发酵种子液接入种子罐中进行种子培养得到腺苷种子液;其中,培养温度为 34℃,pH为6.5-6.6,罐压为0.05-0.1Mpa;其中,种子培养基包括如下组分:葡萄糖30g/L,玉米浆35g/L,酵母粉5g/L,硫酸镁3g/L,磷酸二氢钾3g/L,味精4g/L,消泡剂0.25g/L;本实施例中,腺苷生产菌种为枯草芽孢杆菌。种子罐培养基灭菌温度为123℃,时间25min。
(2)将腺苷种子液接入所述发酵培养基中发酵培养得到腺苷发酵液;具体包括:将所述腺苷种子液以13%接种量接入发酵培养基中,培养温度为35℃,pH为6.4-6.5,罐压为0.05-0.1Mpa;当发酵培养基中残糖水平低于20g/L时,开始流加葡萄糖溶液,将残糖维持在15-25g/L,总发酵时间为36h,制备得到腺苷发酵液;搅拌转速为 400-600转/分,发酵过程控制溶氧在20-50%。发酵培养基包括如下组分:果葡糖浆70g/L,玉米浆40g/L,酵母粉7g/L,硫酸镁2g/L,磷酸二氢钾4g/L,味精2g/L,消泡剂0.1g/L,氧载体20g/L。本实施例所用氧载体为三硬脂酸甘油酯;果葡糖浆为F55型果葡糖浆,即果葡糖浆中含果糖的质量百分比浓度为55%。
按本实施例方法重复3次,测定发酵液中的腺苷含量,发酵指标见下表1。
实施例7:一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,与实施例1不同在于没有添加油酸甘油酯,其他组分及含量与实施例1完全相同。
实施例8:利用实施例7中的发酵培养基发酵生产腺苷的方法,与实施例2不同在于没有添加油酸甘油酯,搅拌转速提到电机的额定转速800转/分时,也只能勉强维持溶氧在5%以下。其他操作步骤、相关参数及组分、含量与实施例2完全相同。
按本实施例方法重复3次,测定发酵液中的腺苷含量,发酵指标见下表1。
实施例9:一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,与实施例1不同在于:本实施例用葡萄糖30g/L代替实施例1中的F90型果葡糖浆 30g/L,其他组分及含量与实施例1完全相同。
实施例10:利用实施例9中的发酵培养基发酵生产腺苷的方法,与实施例2不同在于:本实施例用葡萄糖30g/L代替实施例1中的F90 型果葡糖浆30g/L,搅拌转速400-600转/分,发酵过程控制溶氧在 20-50%。其他操作步骤、相关参数及组分、含量与实施例2完全相同。
按本实施例方法重复3次,测定发酵液中的腺苷含量,发酵指标见下表1。
对比实施例:传统发酵生产腺苷的工艺,包括如下步骤:
(1)将腺苷生产菌种培育制备腺苷种子液;具体包括:将枯草芽孢杆菌菌种接种至种子培养基中,制备成发酵种子液;将发酵种子液接入种子罐中进行种子培养得到腺苷种子液;其中,培养温度为 31℃,pH为6.5-6.6,罐压为0.05-0.1Mpa;其中,种子培养基包括如下组分:葡萄糖20g/L,玉米浆20g/L,酵母粉3g/L,硫酸镁2g/L,磷酸二氢钾2g/L,味精2g/L,消泡剂0.15g/L;种子罐培养基灭菌温度为123℃,时间25min。
步骤2)发酵培养:将腺苷种子液以15%接种量接入发酵培养基中,培养温度31℃,PH为6.4-6.5,罐压0.05-0.1Mpa。当培养基中残糖水平低于20g/L时,开始流加葡萄糖溶液,控制残糖15-25g/L,总发酵时间40h,制备得到腺苷发酵液;搅拌转速提到电机的额定转速800转/分时,也只能勉强维持溶氧在5%以下。发酵培养基包括如下组分:葡萄糖30g/L,玉米浆35g/L,酵母粉4g/L,硫酸镁4g/L,磷酸二氢钾2.4g/L,味精4g/L,消泡剂0.2g/L。
按本对比实施例方法重复3次,测定发酵液中的腺苷含量,发酵指标见下表1。
表1对比实施例与实施例2、4、6、8、10指标对比
结论:如表1与对照实验例相比,实施例10底糖用果葡糖浆,实施例8增加了氧载体,实施例2同时增加了果葡糖浆和氧载体。相比改进前的对比实施例,结果表明底糖用果葡糖浆有利于增加糖苷转化率,增加氧载体油酸甘油酯有利于增加产苷,联合添加两种物质提升效果明显高于分别单独添加果葡糖浆或氧载体。实施例4、6在实施例2的基础上,考察了另外两类果葡糖浆:F42型(果糖42%)和 F55型(果糖55%),实验结果表明F90型(果糖90%)指标优于 F42(果糖42%)型和F55型(果糖55%),即使用高果糖占比的果葡糖浆更有利于提高发酵产苷和转化率。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其特征在于,其包括如下组分:果葡糖浆20-100g/L,玉米浆20-50g/L,酵母粉4-9g/L,硫酸镁2-6g/L,磷酸二氢钾1-5g/L,味精2-6g/L,消泡剂0.1-0.5g/L。
2.根据权利要求1所述的一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其特征在于,其还包括有氧载体5-30g/L。
3.根据权利要求2所述的一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其特征在于,所述氧载体为对细胞无害,比水具有更高溶氧量,且与水不互溶的有机化合物。
4.根据权利要求3所述的一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其特征在于,所述氧载体为油酸甘油酯、三油酸甘油酯、软脂精或三硬脂酸甘油酯中的任意一种或一种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其特征在于,所述果葡糖浆为F90型果葡糖浆、F42型果葡糖浆或F55型果葡糖浆中的任意一种或一种以上的组合。
6.根据权利要求5所述的一种用于发酵生产腺苷的发酵培养基,其特征在于,所述果葡糖浆为F90型果葡糖浆。
7.利用权利要求1-6任意所述的发酵培养基发酵生产腺苷的方法,其特征在于:其包括如下步骤:
(1)将腺苷生产菌种培育制备腺苷种子液;
(2)将腺苷种子液接入所述发酵培养基中发酵培养得到腺苷发酵液;发酵过程控制溶氧在20-50%。
8.根据权利要求7所述的发酵生产腺苷的方法,其特征在于:所述步骤(1)具体包括:将腺苷生产菌种接种至种子培养基中,制备成发酵种子液;将所述发酵种子液接入种子罐中进行种子培养得到腺苷种子液;其中,培养温度为30-36℃,pH为6.5-7.0,罐压为0.05-0.1Mpa;
所述种子培养基包括如下组分:葡萄糖20-40g/L,玉米浆20-50g/L,酵母粉3-8g/L,硫酸镁2-5g/L,磷酸二氢钾2-5g/L,味精1-5g/L,消泡剂0.15-0.3g/L。
9.根据权利要求7所述的发酵生产腺苷的方法,其特征在于:所述腺苷生产菌种为枯草芽孢杆菌。
10.根据权利要求7所述的发酵生产腺苷的方法,其特征在于:所述步骤(2)具体包括:将所述腺苷种子液以13-18%接种量接入所述发酵培养基中,培养温度为30-38℃,pH为6.4-7.0,罐压为0.05-0.1Mpa;当所述发酵培养基中残糖水平低于20g/L时,开始流加葡萄糖溶液,将残糖维持在15-35g/L,总发酵时间为36-44h,制备得到腺苷发酵液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210334952.1A CN114574533B (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种发酵生产腺苷的方法及发酵培养基 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210334952.1A CN114574533B (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种发酵生产腺苷的方法及发酵培养基 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114574533A true CN114574533A (zh) | 2022-06-03 |
CN114574533B CN114574533B (zh) | 2023-11-07 |
Family
ID=81784183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210334952.1A Active CN114574533B (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种发酵生产腺苷的方法及发酵培养基 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114574533B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117802004A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-04-02 | 天津博创合成生物科技有限公司 | 一种高纯度腺嘌呤核苷的制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107699594A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-02-16 | 天津北洋百川生物技术有限公司 | 一种利用地衣芽孢杆菌生产γ‑聚谷氨酸的方法 |
CN108893505A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-27 | 天津慧智百川生物工程有限公司 | 一种以果葡糖浆作为碳源发酵生产普鲁兰多糖的方法 |
CN111019986A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-17 | 新疆阜丰生物科技有限公司 | 一种制备腺苷的工艺 |
CN111254172A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-06-09 | 新疆阜丰生物科技有限公司 | 一种发酵生产腺苷的方法 |
CN112481334A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-03-12 | 江苏阿尔法药业有限公司 | 一种腺苷的发酵菌株及其制备工艺优化 |
CN112592945A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-02 | 新疆阜丰生物科技有限公司 | 一种腺苷发酵工艺 |
CN112795607A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 河南巨龙生物工程股份有限公司 | 一种提高腺苷发酵产量的方法 |
-
2022
- 2022-03-31 CN CN202210334952.1A patent/CN114574533B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107699594A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-02-16 | 天津北洋百川生物技术有限公司 | 一种利用地衣芽孢杆菌生产γ‑聚谷氨酸的方法 |
CN108893505A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-27 | 天津慧智百川生物工程有限公司 | 一种以果葡糖浆作为碳源发酵生产普鲁兰多糖的方法 |
CN111254172A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-06-09 | 新疆阜丰生物科技有限公司 | 一种发酵生产腺苷的方法 |
CN111019986A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-17 | 新疆阜丰生物科技有限公司 | 一种制备腺苷的工艺 |
CN112592945A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-02 | 新疆阜丰生物科技有限公司 | 一种腺苷发酵工艺 |
CN112481334A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-03-12 | 江苏阿尔法药业有限公司 | 一种腺苷的发酵菌株及其制备工艺优化 |
CN112795607A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 河南巨龙生物工程股份有限公司 | 一种提高腺苷发酵产量的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
王恒伟: "腺苷发酵液中有机酸的代谢规律", 华东理工大学学报, vol. 2004, no. 02, pages 223 - 226 * |
袁红梅: "腺苷的主要功能和发酵法生产研究进展", 发酵科技通讯, vol. 48, no. 03, pages 150 - 153 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117802004A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-04-02 | 天津博创合成生物科技有限公司 | 一种高纯度腺嘌呤核苷的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114574533B (zh) | 2023-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Clostridium species for fermentative hydrogen production: an overview | |
KR101643429B1 (ko) | 혐기성 미생물 발효에 의한 부탄디올의 생산 방법 | |
CN111254172B (zh) | 一种发酵生产腺苷的方法 | |
CN114574533B (zh) | 一种发酵生产腺苷的方法及发酵培养基 | |
Enari et al. | Ethanol production by fermentation of pentoses and hexoses from cellulosic materials | |
US20110020890A1 (en) | Increased ethanol production by bacterial cells | |
US8409832B2 (en) | Method for producing acetic acid using anaerobic microorganism and method for producing bioethanol | |
CN116024280A (zh) | 一种混菌培养提高色氨酸发酵转化率的方法 | |
CN115161242B (zh) | 定向富集培养梭菌属微生物的方法 | |
Winkelhausen et al. | Xylitol production from d‐xylose at different oxygen transfer coefficients in a batch bioreactor | |
CN114807098B (zh) | 用于生产胞外纤维素降解酶系的培养方法 | |
CA1186644A (en) | Ethanol production by high performance bacterial fermentation | |
CN112626134B (zh) | 一种利用柠檬酸发酵尾气制备苹果酸的方法 | |
EP3041943A1 (en) | A process for microbial fermentation of sugary substrates and use of the hydrogen in atomic, ionic or gaseous state in said process | |
CN114703243A (zh) | 一种发酵生产腺苷的方法 | |
CN109022505B (zh) | 一种利用木糖为原料生产乙二醇和乙醇酸的方法 | |
CN101338328B (zh) | 一种提高微生物油脂发酵生产效率的方法 | |
CN110923275A (zh) | 谷氨酸的发酵和提取工艺 | |
CN110760468A (zh) | 一种提升维生素c前体2-酮基-l-古龙酸效率的方法 | |
CN114686529B (zh) | 一种丙酮生物加氢制备异丙醇的方法 | |
JP6322187B2 (ja) | セルロース系バイオマスからのエタノール生産方法 | |
CN115323020A (zh) | 一种用于生产纳他霉素的发酵培养基 | |
CN112662710B (zh) | 一种利用木质纤维素连续发酵生产l-乳酸的方法 | |
CN101643753A (zh) | 一种木糖醇的制备方法 | |
CN117603863A (zh) | 一种发酵生产l-丝氨酸的培养基及发酵生产方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |