[發(fā)明專利]一種提高發(fā)酵法生產(chǎn)2-酮基-D-葡萄糖酸產(chǎn)量的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610250613.X
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN105695520B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉立明;羅秋玲;劉佳;張權(quán);楊彬;陳修來
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P7/60
• 分類號(hào): C12P7/60;C12R1/42
• 代理公司: 23211 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 耿曉岳

本發(fā)明公開了一種提高發(fā)酵法2?酮基?D?葡萄糖酸產(chǎn)量的方法，屬于發(fā)酵工程領(lǐng)域。本發(fā)明以產(chǎn)2?酮基?D?葡萄糖酸的沙雷氏菌(Serratia sp.)ATCC 39006為生產(chǎn)菌株，溶氧控制在40％，在發(fā)酵16、22及28h時(shí)分別補(bǔ)加64、80和96g硫酸銨，并且當(dāng)殘?zhí)菨舛冉抵?5?25g/L時(shí)，補(bǔ)加890g葡萄糖，共補(bǔ)加5次時(shí)，發(fā)酵效果最好。本發(fā)明發(fā)酵44h，2?KGA產(chǎn)量達(dá)到265.8g/L，產(chǎn)率達(dá)到1.03g/g。2?酮基?D?葡萄糖酸的產(chǎn)量由180.1g/L提高至265.8g/L，提高幅度為47.6％，效果顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高發(fā)酵法2-酮基-D-葡萄糖酸產(chǎn)量的方法，屬于發(fā)酵工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

2-酮基-D-葡萄糖酸(2-Keto-D-gluconic Acid,2-KGA)，是目前大規(guī)模生產(chǎn)的有機(jī)酸之一，主要用于食品抗氧化劑D-異抗壞血酸鈉(sodium erthorbate，EN)以及D-抗壞血酸(Erthorbate acid，EA)的合成，D-異抗壞血酸又稱異維生素C，在食品工業(yè)上被廣泛用為食品抗氧化劑。在自然界中，有許多微生物能發(fā)酵生產(chǎn)2-KGA，高產(chǎn)菌株列于表，主要包括假單胞菌屬(Pseudomonas)、沙雷氏菌屬(Serratia sp)和產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)等。其中，熒光假單胞菌因產(chǎn)量高、易培養(yǎng)而成為國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)的常用菌種。但發(fā)酵過程中仍存在一些弊端：工業(yè)化生產(chǎn)培養(yǎng)基通常采用的是蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等有機(jī)氮源，價(jià)格昂貴，成分復(fù)雜，不利于下游提取且難以透徹滅菌容易引發(fā)噬菌體污染。通過篩選抗噬菌體菌株進(jìn)行發(fā)酵以解決噬菌體污染問題，并協(xié)同采用補(bǔ)料分批發(fā)酵及固定化方式提高生產(chǎn)效率、降低后期提取難度和生產(chǎn)成本，但仍避免不了噬菌體感染問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種提高發(fā)酵法生產(chǎn)2-酮基-D-葡萄糖酸產(chǎn)量的方法。

所述方法是采用沙雷氏菌(Serratia sp.)為出發(fā)菌株，在將活化后的菌株接種到發(fā)酵培養(yǎng)基，對葡萄糖、硫酸銨進(jìn)行分批補(bǔ)料，并控制溶氧。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述發(fā)酵培養(yǎng)基以g/L計(jì)，初始葡萄糖100，初始硫酸銨5，KH₂PO₄ 1，Na₂SO₄ 0.5，MgSO₄·7H₂O 0.8，MnCl₂·4H₂O 0.036，F(xiàn)eSO₄·7H₂O 0.036。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述沙雷氏菌(Serratia sp.)是沙雷氏菌ATCC39006。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述發(fā)酵罐是30L發(fā)酵罐，起始裝液量為16L，接種比例為13％。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，在發(fā)酵16、22及28h時(shí)分別補(bǔ)加64、80和96g硫酸銨，并且當(dāng)發(fā)酵液中殘?zhí)菨舛冉抵?5-25g/L時(shí)補(bǔ)加801g葡萄糖，共補(bǔ)加5次；溶氧控制在40％。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，發(fā)酵溫度為30℃，30L發(fā)酵罐裝有16L發(fā)酵培養(yǎng)基，初始攪拌轉(zhuǎn)速500r/min，通氣量24.0L/min，接種量13％，自動(dòng)流加8mol/L NaOH控制pH值在6.0。

本發(fā)明發(fā)酵44h，2-KGA產(chǎn)量達(dá)到265.8g/L，產(chǎn)率達(dá)到1.03g/g，2-酮基-D-葡萄糖酸的產(chǎn)量由180.1g/L提高至265.8g/L，提高幅度為47.6％，效果顯著。

附圖說明

圖1 2-酮基-D-葡萄糖酸鈣標(biāo)準(zhǔn)曲線。

圖2色譜檢測結(jié)果，3g/L 2-酮基-D-葡萄糖酸鈣標(biāo)樣。

圖3色譜檢測結(jié)果，44h發(fā)酵液(稀釋100倍)。