CN1597921A - 用于发酵法制备转氨酶的培养基 - Google Patents

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周华
万红贵
韦萍
何若平
高振
顾海红
于荣华
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Abstract

本发明涉及的是用于转氨酶发酵生产的微生物培养基，本发明所述的培养基包括种子培养基和发酵培养基；在由大肠杆菌利用蛋白胨和玉米浆为氮源发酵时，玉米浆的质量不稳定影响了产酶的稳定。利用质量稳定的棉籽蛋白作为发酵氮源，结合本发明所述的发酵工艺，可以稳定地进行产酶发酵，有效地避免了玉米浆培养基带来的发酵波动，转氨酶活性也得到了提高，最终产品(L－苯丙氨酸)的转化得率从75％提高到85％；同时由于舍弃了昂贵蛋白胨，培养基成本降低了40％。

Description

用于发酵法制备转氨酶的培养基
技术领域
本发明涉及的是一种用于转氨酶高效发酵制备的培养基，特别是一种用于发酵法制备天冬氨酸转氨酶的培养基。
背景技术
L-Phe是人体八种必需氨基酸之一，是氨基酸输液和氨基酸饮膳所必需的成分，又是重要的药物和食品甜味剂合成的中间体，近年来需求量逐年增加。天冬氨酸转氨酶是酶法制备L-Phe的关键酶，其活性、表达量及生产成本直接影响着L-Phe的市场竞争力。同时该酶能以酸性氨基酸为氨基供体、α-酮酸为氨基受体，高效制备系列氨基酸，在光学活性氨基酸的制备中有良好的应用潜力。故积极寻找物美价廉的培养基成分，提高转氨酶的发酵酶活、增加发酵稳定性和降低发酵成本，具有显著的理论和实际应用意义。
目前转氨酶发酵所用的培养基为碳源、氮源和无机盐，氮源主要是蛋白胨和玉米浆，蛋白胨虽然成分丰富，但价格较为昂贵；玉米浆为淀粉行业的副产品，成分波动大、产品质量不稳定，经常导致转氨酶发酵的不稳定，严重影响了转氨酶的发酵生产，日益成为转氨酶应用的瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于利用质量稳定的棉籽蛋白作为发酵氮源，用于发酵法制备转氨酶的培养基。
本发明的目的可以通过以下措施来达到：
一种用于发酵法制备转氨酶的培养基，其特征在于所述的培养基中含有一种有机氮源—棉籽蛋白。
本发明所述的用于发酵法制备天冬氨酸转氨酶的培养基配方如下：
1、斜面培养基：普通肉汤培养基，加入2％琼脂；
2、种子培养基：
葡萄糖                   2～3％
棉籽蛋白                 1.5～3％
蛋白胨                   0.1～0.5％
K2HPO4               0.05～0.1％
NaCl                    0.02～0.08％；
3.发酵培养基：
葡萄糖                  2～3％
棉籽蛋白                2～4％
ZnSO4                 0.02～0.08％
K2HPO4               0.05～0.1％
MgSO4                 0.02～0.08％
FeCl3.6H2O           0.01～0.05％。
采用本发明所述的培养基发酵制备天冬氨酸转氨酶的工艺，具体如下：
将在肉汤加琼脂制成的斜面培养基中培养的菌种E.Coli ATCC 11303，从斜面转到种子瓶中(内含种子培养基)，上摇床，35～40℃，14hr，摇床转速160～200r/min；待种子瓶中生长旺盛时，以10％的接种量接到50L一级种子罐(内装种子培养基)，35～40℃，搅拌通风，培养14hr，后转500L二级种子罐(内装种子培养基)，搅拌通风，培养10hr，温度为35～40℃；然后转到5吨发酵罐(内含发酵培养基)，35～40℃搅拌通风，培养8～10hr。种子罐和发酵罐发酵期间，每隔2hr取样检验，测定糖度、pH值、OD值，并显微镜观察菌体生长情况，发酵液pH保持在7.2左右，当发酵液残糖降到2g/L左右、OD值达到8以上时，放罐、离心分离得到大肠杆菌菌体，然后进入酶法转化工序。
本发明的优点：
本发明涉及的用于发酵法制备转氨酶的培养基，结合本发明所述的发酵工艺，可以稳定地进行转氨酶的发酵，有效地避免了采用玉米浆培养基带来的发酵波动，转氨酶活性也得到了提高，最终产品(L-苯丙氨酸)的转化得率从75％提高到85％；同时由于舍弃了昂贵蛋白胨，培养基成本降低了40％。
本发明中所述的培养基中含有新型精细有机氮源——棉籽蛋白具有质量稳定、蛋白含量高、游离棉酚含量低、微生物利用效果好及价格低廉等优点，它作为一种具有性价比优势的有机氮源，可替代豆粕、酵母粉、鱼粉和玉米浆等多种有机氮源，在发酵行业的各个领域具有广泛的应用前景。
具体实施方式
实施例1
由大肠杆菌E.Coli ATCC 11303斜面取一环接入装有50ml培养液的250ml摇瓶中，35℃振荡培养12小时即为摇瓶种子。摇瓶种子培养基组成如下：
葡萄糖2％，棉籽蛋白1.5％，蛋白胨0.1％，K2HPO4 0.05％，NaCl 0.05％，pH7.0；取5ml摇瓶种子接入装有100ml发酵培养基的1000ml摇瓶中，发酵培养基组成如下：
葡萄糖2％，棉籽蛋白2.5％，ZnSO4 0.02％，K2HPO4 0.05％，MgSO4 0.02％，FeCl3.6H2O 0.01％，pH7.0；
将发酵摇瓶37℃振荡培养16小时后，发酵液光密度11(640nm)，转氨酶活性(对L-苯丙氨酸)83％；
实施例2
取例1所述摇瓶种子3升，接入50升发酵罐中(装30升发酵培养基，其组成同例1)，控制罐压0.08-0.1Mpa，通风搅拌，35-37℃培养16小时，发酵液光密度11.8(640nm)，转氨酶活性(对L-苯丙氨酸)83.6％；
实施例3：
将例1所述摇瓶种子以3％的种量接入装有200升二级种子培养液的300升发酵罐中。该摇瓶种子培养基组成如下：
葡萄糖2％，棉籽蛋白2％，蛋白胨0.08％，K2HPO4 0.05％，NaCl 0.05％，pH7.0；接种后维持罐压0.08-0.1Mpa，通风搅拌，35-37℃培养13小时，发酵液光密度10(640nm)，经检查无杂菌合格后即接入10000升发酵罐中，此罐装有7000升经灭菌的发酵培养基(其组成如下)，控制罐压0.08-0.1Mpa，通风搅拌，35-37℃培养10小时，发酵液光密度12(640nm)，转氨酶活性(对L-苯丙氨酸)83.6％；
发酵培养基组成如下：葡萄糖2％，棉籽蛋白3％，ZnSO4 0.02％，K2HPO4 0.05％，MgSO4 0.02％，FeCl3.6H2O 0.01％，pH7.0。

Claims (3)

1.一种用于发酵法制备转氨酶的培养基，其特征在于所述的培养基中含有一种有机氮源—棉籽蛋白。
2.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于所述的种子培养基为：
葡萄糖                2～3％
棉籽蛋白              1.5～3％
蛋白胨                0.1～0.5％
K2HPO4              0.05～0.1％
NaCl                  0.02～0.08％。
3.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于所述的发酵培养基为：
葡萄糖                  2～3％
棉籽蛋白                2～4％
ZnSO4                  0.02～0.08％
K2HPO4                0.05～0.1％
MgSO4                  0.02～0.08％
FeCl3.6H2O            0.01～0.05％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102517244A (zh) * 2011-12-31 2012-06-27 北京林业大学 一种提高螺旋藻金属硫蛋白含量的方法
CN103088099A (zh) * 2012-12-31 2013-05-08 天津太平洋化学制药有限公司 霉菌氧化物的生物发酵方法
CN103184244A (zh) * 2013-03-20 2013-07-03 中国科学院微生物研究所 采用棉籽蛋白同步酶解发酵生产d-乳酸的方法

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