[發(fā)明專利]一種稀土元素強(qiáng)化2-酮基-L-古龍酸高效生產(chǎn)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910034443.1
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101671715A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉立明;鄭巧雙;劉杰;周景文;陳堅
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P7/60;C12R1/11;C12R1/01
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術(shù)領(lǐng)域

一種稀土元素強(qiáng)化2-酮基-L-古龍酸(2KGA)高效生產(chǎn)的方法，涉及優(yōu)化維生素C發(fā)酵過程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

維生素C(Vitamin?C，以下簡稱VC)又名L-抗壞血酸，是一種人體必需的水溶性氨基酸，具有廣泛的生理作用和理化性質(zhì)，因此在醫(yī)藥、食品以及飼料等領(lǐng)域均有重要用途。同時，VC也是維生素類藥物中發(fā)展最快、產(chǎn)量最大、用途最廣的品種。目前我國生產(chǎn)VC主要采用“二步發(fā)酵法”，該方法屬于L-山梨糖途徑，其特點(diǎn)為第二步發(fā)酵由酮古龍酸菌(Ketogulonigenium?vulgare，通稱“小菌”)與巨大芽孢桿菌(Bacillus?megaterium，通稱“大菌”)等伴生菌混合發(fā)酵將L-山梨糖轉(zhuǎn)化成VC前體2-酮基-L-古龍酸(2KGA)。

稀土元素又稱稀土金屬，包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，共17種元素，它們具有獨(dú)特的理化性質(zhì)。大量研究表明，稀土元素對機(jī)體細(xì)胞的一些物質(zhì)代謝過程和酶的活性有促進(jìn)或抑制作用，但研究以稀土元素強(qiáng)化2-酮基-L-古龍酸(2KGA)高效發(fā)酵生產(chǎn)的少見報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種稀土元素強(qiáng)化2-酮基-L-古龍酸(2KGA)高效生產(chǎn)的方法，利用酮古龍酸菌(Ketogulonigenium?vulgare)與巨大芽孢桿菌(Bacillusmegaterium)發(fā)酵生產(chǎn)2KGA，在發(fā)酵過程中添加適量的稀土離子，促進(jìn)2KGA的生產(chǎn)和山梨糖的消耗，達(dá)到2-酮基-L-古龍酸高效生產(chǎn)的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種稀土元素強(qiáng)化2-酮基-L-古龍酸高效生產(chǎn)的方法，利用酮古龍酸菌(Ketogulonigenium?vulgare、小菌)與巨大芽孢桿菌(Bacillusmegaterium、大菌)混合菌系為生產(chǎn)菌株，發(fā)酵生產(chǎn)2-酮基-L-古龍酸，通過在培養(yǎng)基中添加鈰離子Ce³⁺濃度至5mmol/L，或添加鑭離子La³⁺濃度至7mmol/L，促進(jìn)2-酮基-L-古龍酸的生產(chǎn)和山梨糖的消耗，實(shí)現(xiàn)2-酮基-L-古龍酸高效生產(chǎn)。

具體方法為：

添加鈰離子(Ce³⁺)濃度至5mmol/L，2KGA的產(chǎn)量最終達(dá)到72.1g/L，發(fā)酵周期縮短12h左右，平均山梨糖消耗速率和2KGA生成速率分別提高23.5％、27.1％；

或添加鑭離子(La³⁺)濃度至7mmol/L，2KGA的產(chǎn)量最終達(dá)到75.7g/L，發(fā)酵周期縮短12h左右，糖酸轉(zhuǎn)化率從83.1％提高到91.6％，平均山梨糖消耗速率和2KGA生成速率分別提高22.8％、35.3％。

1、菌株

酮古龍酸菌(Ketogulonigenium?vulgare，小菌)DSM?4205及巨大芽孢桿菌(Bacillus?megaterium，大菌)ATCC?21916，由江蘇江山制藥有限公司(江蘇靖江)提供。

2、培養(yǎng)基

種子培養(yǎng)基(重量％)：L-山梨糖2.0(單獨(dú)滅菌)、酵母膏0.3、蛋白胨1.0、牛肉膏0.3、玉米漿0.15、尿素0.1、CaCO₃0.1(單獨(dú)滅菌)、MgSO₄·7H₂O?0.02、KH₂PO₄?0.1；pH?6.7-7.0，121℃滅菌15min。

發(fā)酵培養(yǎng)基(重量％)：L-山梨糖8.0(單獨(dú)滅菌)、玉米漿0.5、尿素1.2、CaCO₃?0.5(單獨(dú)滅菌)、MgSO₄·7H₂O?0.01、KH₂PO₄?0.1；pH?6.7-7.0，121℃滅菌15min。

3、大菌與小菌混合菌系的培養(yǎng)

用接種環(huán)挑取新鮮平板上小菌單菌落兩環(huán)，再挑取大菌單菌落一環(huán)，于無菌水中制成混菌懸液，取混菌懸液涂斜面，30℃培養(yǎng)48h；取斜面混合菌接種于種子培養(yǎng)液75mL/750mL三角瓶中。30℃、200rpm下培養(yǎng)18h，即制成大小菌混合菌系，接入甘油管中進(jìn)行保藏。

4、搖瓶培養(yǎng)：