[發明專利]精氨酸發酵聯合酶轉化制備瓜氨酸的方法

無效

• 申請號: 201010147697.7
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN102220390A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 李煒;李文濂
• 申請（專利權）人: 上海聚瑞生物技術有限公司
• 主分類號: C12P13/10
• 分類號: C12P13/10;C12R1/15;C12R1/40
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 費開逵

技術領域

本發明涉及瓜氨酸的制備方法，具體涉及一種利用本公司研發的精氨酸發酵菌種Ac189-20所產生的含L-精氨酸發酵液經惡臭假單胞菌Ac88轉化為L-瓜氨酸的方法。

背景技術

L-瓜氨酸是一種具有廣泛應用潛力的特種氨基酸，是公認的用途最廣泛的天然氨基酸之一。它在人體內直接代謝產物為精氨酸(體內產生一氧化氮的唯一前體)，具有增強人體免疫力，維持關節健康、壯陽、平衡血糖、吸收有害自由基和降低膽固醇等功效，因而被廣泛用于保健品或食品添加劑。

現有的瓜氨酸的生產方法都是使用含有精氨酸脫亞氨基酶的菌體，例如糞腸球菌、惡臭假單胞菌等，使用游離菌體或者菌體固定化的方法把L-精氨酸成品轉化為L-瓜氨酸，因而使瓜氨酸的成本受制于精氨酸成品的價格。目前還尚未見有直接發酵法生產瓜氨酸的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種精氨酸發酵聯合酶轉化制備瓜氨酸的方法。利用精氨酸發酵法和瓜氨酸酶轉化法聯合制備瓜氨酸是目前最接近于發酵法直接制備瓜氨酸的工藝路線，本發明由精氨酸的發酵液直接轉化為瓜氨酸，從而合并了兩種氨基酸的純化過程，減少了純化的損失，提高了產品收率，使得瓜氨酸的生產成本大大降低。

本發明的精氨酸發酵聯合酶轉化制備瓜氨酸的方法，利用含有精氨酸脫亞氨基酶的菌液投入含有精氨酸的發酵液，將發酵液中的精氨酸直接轉化為瓜氨酸，最后分離純化得到合格的瓜氨酸。具體包括以下步驟：

1)精氨酸發酵液的制備

利用本公司研發的精氨酸發酵菌種Ac189-20，(谷氨酸棒桿菌，Corynebacterium?glutamicum，微生物保藏號：CGMCC?No.3693，保藏時間：2010年3月25日，保藏單位：中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心CGMCC，保藏地址：北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所)發酵產生含精氨酸60～80g/L的發酵液。

其中，種子培養基配方：葡萄糖3wt％、KH₂PO₄0.05wt％、K₂HPO₄·3H₂O0.15wt％、(NH4)₂SO₄0.5wt％、MgSO₄·7H₂O?0.04wt％、維生素H(VH)25μg/L、玉米漿(C.S.L)3-5wt％、酵母膏0.5wt％、脲0.10wt％。

發酵培養基配方：葡萄糖12.5wt％、(NH4)₂SO₄4wt％、脲0.1wt％、KH₂PO₄0.15wt％、K₂HPO₄·3H₂O?0.05wt％、維生素H(VH)50μg/L、V_B11mg/L、玉米漿(C.S.L)4wt％、酵母膏0.2wt％、泡敵(聚醚3010)萬分之1～千分之1。

發酵條件：pH：6.7～7.0，溶解氧：20％～25％(以發酵前溶氧值為100％計)，流加補糖，發酵周期78小時，發酵液中精氨酸含量60～80g/L。

2)含精氨酸脫亞氨基酶的惡臭假單胞菌濕菌體的培養

利用本公司研發的菌種Ac88(惡臭假單胞菌，Pseudomonas?putida，微生物保藏號：CGMCC?No.3694，保藏時間：2010年3月25日，保藏單位：中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心CGMCC，保藏地址：背景市朝陽區北展西路1號院3號，中國科學院微生物研究所)制備含精氨酸脫亞氨基酶的惡臭假單胞菌濕菌體。

其中，培養基配方：葡萄糖2wt％，蛋白胨1wt％，酵母膏2wt％，精氨酸0.5wt％，磷酸氫二銨0.5wt％，磷酸二氫鉀0.1wt％。

培養條件：pH：6.4，溶解氧：5％～15％(以發酵前溶氧值為100％計)，發酵周期30小時(包括種子罐)。

菌體分離：將上述培養好的發酵液，經0.2μm的陶瓷膜過濾器過濾，使濕菌體體積為總發酵液體積的20％，即得到含精氨酸脫亞氨基酶的惡臭假單胞菌濕菌體。

3)精氨酸直接轉化瓜氨酸

將步驟2)得到的惡臭假單胞菌濕菌體按濕菌體對需轉化的精氨酸發酵液1∶25～30體積比，投入步驟1)得到的含精氨酸的發酵液中，并加入總體積0.05wt％的十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為催化劑進行酶轉化，即得到含有瓜氨酸的發酵液。