[發(fā)明專利]一種提高枯草芽孢桿菌腈水合酶活性的發(fā)酵培養(yǎng)基及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710043877.2
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106701725A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉善和;吳海峽;趙廣福;韓道平;孔軍軍;邢建生
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽瑞邦生物科技有限公司
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N1/20;C12R1/125
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?4111
• 代理人: 魯延生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高腈水合酶活性的枯草芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基。

背景技術(shù)

煙酰胺是一種水溶性維生素且是維生素B族中的一員，腈水合酶是一些微生物在進(jìn)行肟或脲代謝過程中產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)，日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)這一物質(zhì)具有降解有毒物質(zhì)乙腈的功效，并命名為“腈水合酶”，由于具有高度的選擇性(區(qū)域選擇性和立體選擇性)，通過酶促反應(yīng)可以將腈類物質(zhì)轉(zhuǎn)化成酰胺、醇、酯、氨基化合物、烯胺等價值更高、應(yīng)用范圍更廣的一些化合物。腈水合酶是生產(chǎn)煙酰胺的重要生物催化媒介。目前關(guān)于利用微生物中的腈水合酶在生物催化煙酰胺的報道有很多，枯草芽孢桿菌是芽孢桿菌屬的一種，屬于革蘭氏陽性菌，無莢膜，周生鞭毛，能運(yùn)動。枯草芽孢桿菌作為益生菌，具有如下的優(yōu)點(diǎn)：枯草芽孢桿菌是一類重要的益生菌生產(chǎn)菌株，相對于其他類型益生菌(如乳酸菌)，芽孢桿菌一般對營養(yǎng)要求簡單，代謝速度快，而且易于分離、培養(yǎng)和保藏，對工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)條件不苛刻，此外芽孢桿菌生產(chǎn)的芽孢對熱、紫外線、電離輻射和低pH(2～3)等不良環(huán)境有極強(qiáng)的抵抗能力；能合成維生素B1、B2、B6、鹽酸等多種B族維生素。

現(xiàn)有腈水合酶產(chǎn)生菌枯草芽孢桿菌在培養(yǎng)過程中由于培養(yǎng)條件掌握不好，隨著反應(yīng)時間的延長，細(xì)胞受底物和產(chǎn)物的抑制效果逐漸增加，反應(yīng)速度下降，造成腈水合酶活較低，單位體積發(fā)酵液催化能力低，發(fā)酵成本高，最終難以得到高濃度的煙酰胺產(chǎn)物，使得煙酰胺產(chǎn)率較低，影響經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種提高枯草芽孢桿菌腈水合酶活性的發(fā)酵培養(yǎng)基，單位體積發(fā)酵液具有更高催化能力，強(qiáng)化枯草芽孢桿菌腈水合酶活性，提高煙酰胺產(chǎn)率，有效降低發(fā)酵成本，大大提高催化效益。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種提高枯草芽孢桿菌腈水合酶活性的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特點(diǎn)是發(fā)酵培養(yǎng)基成分為：葡萄糖1～5g/v％、誘導(dǎo)劑IND 0.5～5ml/L、KH₂PO₄0.01～1g/v％、K₂HPO₄·3H₂O 0.01～1g/v％、MgSO₄·7H₂O 0.01～0.05g/v％、谷氨酸0.05～1g/v％、脲0.01～1g/v％、NH₄Cl0.1～1g/v％、酵母浸粉0.1～1g/v％、Tween-800.1～1g/v％。

在上述的提高枯草芽孢桿菌腈水合酶活性的發(fā)酵培養(yǎng)基中，可選的，所述葡萄糖濃度為100～500g/L。

在上述的提高枯草芽孢桿菌腈水合酶活性的發(fā)酵培養(yǎng)基中，可選的，所述誘導(dǎo)劑IND濃度為5～20ml/L。

本發(fā)明的另一目的是提供一種提高枯草芽孢桿菌腈水合酶活性的發(fā)酵培養(yǎng)基的應(yīng)用，其特點(diǎn)是該培養(yǎng)基用于枯草芽孢桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)，在5L發(fā)酵罐中加入2～4L發(fā)酵培養(yǎng)基，121℃實(shí)罐消毒10～30min，以5～15％的接種量將200～400ml種子液轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐內(nèi)，在通氣量1～3vvm，罐壓0.01～0.1Mpa，攪拌轉(zhuǎn)速100～300rpm，溫度25～35℃的條件下，發(fā)酵周期72～120h左右；培養(yǎng)過程中，每隔2～5h取樣，測定菌體生長量、發(fā)酵液pH變化、葡萄糖含量以及酶活變化情況，控制pH值在6.8～7.5，通過補(bǔ)加葡萄糖-Co²⁺耦合溶液使其濃度保持在3～5g/L之間，當(dāng)酶活出現(xiàn)降低時結(jié)束培養(yǎng)，收獲菌體待用。

在上述的提高枯草芽孢桿菌腈水合酶活性的發(fā)酵培養(yǎng)基的應(yīng)用中，可選的在發(fā)酵培養(yǎng)過程中采用葡萄糖-Co²⁺耦合補(bǔ)加工藝，添加葡萄糖和誘導(dǎo)劑IND二者配成的補(bǔ)料。

在上述的提高枯草芽孢桿菌腈水合酶活性的發(fā)酵培養(yǎng)基的應(yīng)用中，可選的在發(fā)酵過程中需要控制細(xì)菌生長環(huán)境：通過添加氨水將pH控制在6.8～7.5，溫度控制在25～35℃，通氧量保持1～3vvm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是單位體積發(fā)酵液具有催化能力高，強(qiáng)化枯草芽孢桿菌腈水合酶活性，提高煙酰胺產(chǎn)率，有效降低發(fā)酵成本，大大提高催化效益。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。