[發明專利]一種微生物發酵生產D-核糖的方法

無效

• 申請號: 200810032282.8
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN101475971A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 李金亮;唐如星
• 申請（專利權）人: 上海迪賽諾醫藥發展有限公司
• 主分類號: C12P19/02
• 分類號: C12P19/02;C12N1/20;C12R1/125
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及發酵生產D-核糖的方法。

背景技術

D-核糖(D-ribose)作為遺傳物質核糖核酸的組成成份，存在于所有的動物、植物、微生物細胞之中，是一種具有重要生理意義的戊糖。在食品、醫藥、化學工業中具有廣泛應用。D-核糖可以從天然物中提取，也可以從D-葡萄糖等物質化學轉化合成，而微生物發酵法制備D-核糖產量大，造價低，最適合工業化生產。

80年代，Kishimoto等在專利JP?01/157,369中報道利用短小芽孢桿菌轉酮酶缺陷型菌株，在添加芳香族氨基酸的情況下搖瓶培養55hr，D-核糖的積累量可達92.1g/L，1995年，Hoshino等選育得到耐受高濃度的D-核糖且葡萄糖脫氫酶及葡萄糖酸激酶高的轉酮酶缺陷型短小芽孢桿菌，搖瓶發酵D-核糖的積累量高達120.0g/L。De?Wulf等在J.Ferment.Bioeng.，82，1-7，1996文獻中報道使用一株轉酮酶缺陷型枯草芽孢桿菌，使得D-核糖產量達到60.0g/L，并在此基礎上深入地研究了D-核糖的代謝關鍵酶系與發酵條件。江蘇微生物研究所鄧崇亮等于1997年利用紫外光線和化學誘變枯草芽孢桿菌SM-18，選育得到莽草酸缺陷型菌株JSIM-1018高產菌，搖瓶發酵D-核糖最高產量可達92.0g/L，發酵罐中平均產量為64.0g/L。

為了提高D-核糖的產量，目前關于發酵法生產D-核糖的研究主要集中于高產菌株的改造，通過傳統的物理、化學誘變與生物馴化或先進的基因工程手段，得到轉酮酶缺陷型的高產菌株。

現有國內外報道中均完全或部分依靠碳酸鈣維持菌體胞外的pH值，不能完全替換掉碳酸鈣。因為使用碳酸鈣，在發酵過程中會產生大量二氧化碳，而且在發酵液處理時需要將鈣離子除去的同時也會產生大量二氧化碳，增加尾氣排放量。還有因為有殘留的碳酸鈣，發酵液中殘留的菌體不能方便地用于生產飼料。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種微生物發酵法生產D-核糖的方法，以克服以上技術存在的上述缺陷。

本發明的微生物發酵法生產D-核糖的方法包括如下步驟：

以葡萄糖為原料，在發酵培養基中，不添加碳酸鈣的情況下通過微生物發酵生產D-核糖。

具體的，包括如下步驟：

(1)種子培養：將活化好的菌種接入種子液培養基中，36.0～37.0℃培養12～16hr，獲得成熟的種子；

所說的菌種選自枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)為本領域公知的菌種，在US3970522中已有報道；

所說的活化好的菌種指的是，采用？？文獻報道的方法，對所述的菌種在斜面培養基中進行活化；

(2)發酵培養：將步驟(1)成熟的種子按體積比為5.0～10.0％的接種量接入發酵培養基，通入空氣進行有氧培養；

發酵條件如下：

發酵溫度為35.5～37.5℃；

發酵培養時間：38～45hr；

發酵壓力為0.02～0.08Mpa；

攪拌轉速為300～700r/min；

并在不同的階段控制不同的合適pH值與溶氧，在控制pH時開始補加葡萄糖；

優選的，pH值、最佳溶氧范圍與發酵培養時間為：

0～16小時，pH值為6.5～7.5，最佳溶氧范圍為45～50％；

16～45小時，pH值為5.5～6.5，最佳溶氧范圍為50～60％；

所述方法中，所說的溶氧指的是通過梅特勒溶氧電極所測得的溶氧相對值，即用亞硫酸鈉校正零點，在發酵初始校正滿度后，發酵過程中溶氧電極所顯示的數值。

所述方法中，在不同的階段控制不同的合適pH值是通過流加堿性物質的水溶液來實現的；

所說的堿性物質包括但不限于重量濃度為1～25％的氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化銨溶液；

所述方法中，補加葡萄糖的速度為10.0～20.0mL/hr，補加的葡萄糖濃度為50.0～80.0％(g/g)；

所說的斜面培養基為含有如下配比物質的水溶液：

山梨醇：5.0g/L，蛋白胨：10.0g/L，酵母膏：20.0g/L，K₂HPO₄：2.0g/L，KH₂PO₄：1.0g/L，NaCl：2.0g/L，瓊脂：20.0g/L，PH自然；

所說的種子培養基為含有如下配比物質的水溶液：