[發明專利]一種輔酶Q10工業化生產方法

無效

• 申請號: 201010601223.5
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102168115A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 吳軼;陳必欽;詹光煌;朱友跑
• 申請（專利權）人: 內蒙古金達威藥業有限公司;廈門金達威集團股份有限公司
• 主分類號: C12P7/66
• 分類號: C12P7/66;C12R1/01
• 代理公司: 呼和浩特北方科力專利代理有限公司 15100
• 代理人: 王社

技術領域

本發明涉及發酵工程領域，特別指對輔酶Q10培養基、關鍵促進因子配方優化及發酵工藝改進的輔酶Q10工業化生產方法。

背景技術

輔酶Q10又稱泛醌，為脂溶性醌類化合物，是細胞自身產生的天然抗氧化劑和細胞代謝激活劑，廣泛存在于動、植物及微生物體內，是生物細胞呼吸鏈中的重要遞氫體。同時由于其醌環的天然氧化還原特性，輔酶Q10具有保護和恢復生物膜結構的完整性、穩定膜電位和增強免疫反應等作用。作為一種良好的生化藥物，輔酶Q10近年來已被廣泛應用于各類心臟病、糖尿病、癌癥、急慢性肝炎、帕金森癥等疾病治療，并可預防動脈硬化、中風和高血壓，對心臟、肝臟和腎也有良好的保健作用。此外，輔酶Q10還具有抗衰老作用，在化妝品和保健品領域有廣泛的應用。

目前，國內外輔酶Q10的生產以微生物發酵法為主。動植物組織提取法來源有限，原料價格高，且化學成份復雜，輔酶Q10含量低，規模化生產受制約；化學合成法合成條件苛刻、工藝復雜，產物為順反異構體混合物，生物活性低，不適合現代化工業生產；利用微生物發酵法生產輔酶Q10具有原料來源豐富、成本低、反應條件溫和產物生物活性高等優點，是最具發展潛力的生產方法。

近年來，國內對微生物發酵法生產輔酶Q10的研究主要集中在高產菌株的選育及發酵小試實驗水平，如天辰神舟實業有限公司在“一株產輔酶Q10的類球紅細菌突變株及培養方法”的專利申請中利用空間搭載誘變手段獲得突變株，發酵單位達到800mg/L；喬志新等采用基因組改組技術結合傳統誘變育種方法快速融合多種正向突變獲得高產菌株，單位菌體的輔酶Q10產量為8.31mg/g。當前對輔酶Q10工業化規模生產工藝研究甚少，發酵水平普遍較低，周期長，成本高。除利用各種誘變技術獲得高產菌株外，對培養基、關鍵促進因子配方優化及發酵工藝改進也是實現高效、低廉工業化生產輔酶Q10的有效途徑。目前尚未見到將該關鍵促進因子組合及添加方法、溶氧反饋-補料分批培養技術應用于輔酶Q10工業化生產的研究報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種輔酶Q10工業化生產方法，本生產方法針對輔酶Q10在工業生產技術方面存在的不足，設計出新的發酵工藝路線，其特點為根據微生物細胞自身的生理需要、輔酶Q10的合成途徑和代謝調控機制，添加關鍵促進因子，通過對種子、發酵培養基及合成輔酶Q10的關鍵促進因子配方優化，有效地提高了菌濃及單位發酵液的輔酶Q10含量；并對發酵過程進行動力學分析，確定出溶氧反饋-補料分批培養為最佳補糖模式，通過溶氧反饋補糖、中間變速流加營養源料及連續流加磷水、氨水等策略對輔酶Q10進行反饋調節，有效地提高細胞密度，控制代謝流，并延長產物合成期，實現輔酶Q10產量的大幅度提高，生產成本則大大降低。

本發明要解決的技術問題由如下方案來實現：

突變株Rhodobacter?sphaeroides?Nr-F?17經斜面傳代及母瓶培養后按2～5‰接種量接入已滅菌的一級種子罐中培養，控制攪拌轉速250～500rpm、空氣流量20～80m³/h、罐溫28～32℃、罐壓0.02～0.05Mpa，培養時間30～60h；

將培養好的一級種子液按5～15％接種量移入已滅菌的二級種子罐中培養，控制攪拌轉速100～200rpm、空氣流量100～300m³/h、罐溫28～32℃、罐壓0.02～0.05Mpa，培養時間10～20h，一級、二級種子罐培養基配方為：葡萄糖3～10g，酵母粉1～5g，硫酸銨2～6g，味精0.5～2g，玉米漿粉0.3～2g，硫酸鎂1～4g，磷酸二氫鉀0.3～2g，氯化鈉1～4g，硫酸亞鐵0.2～1g，硫酸錳0.03～0.1g，硫酸鋅0.001～0.01g，輕質碳酸鈣5～10g，水1000ml，pH?6.5～7.0，121℃下滅菌25min；母瓶及一級、二級種子罐接種前均按配料體積的2～5％移入已滅菌的關鍵促進因子至培養基中；

在無菌條件下，將培養好的二級種子液按10～20％接種量移入發酵罐，發酵基礎料配方為：葡萄糖10～20g，硫酸銨3～10g，味精2～8g，玉米漿粉4～9g，硫酸鎂5～10g，磷酸二氫鉀0.1～0.5g，氯化鈉1～5g，硫酸亞鐵1～3g，硫酸錳0.1～0.4g，氯化鈷0.005～0.01g，水1000ml，pH?6.5～7.0，121℃下滅菌25min；