[發明專利]氧化型輔酶Q10的發酵生產方法、及由其制備而得的高含量氧化型輔酶Q10

有效

• 申請號: 201711421000.9
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108048496B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 袁慎峰;于洪巍;陳召峰;朱永強;閔一;李永;胡柏剡;邱貴生;于凱
• 申請（專利權）人: 浙江新和成股份有限公司;浙江大學;黑龍江新和成生物科技有限公司;上虞新和成生物化工有限公司
• 主分類號: C12P7/66
• 分類號: C12P7/66;C07C46/10;C12R1/01
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本申請涉及一種氧化型輔酶Q10的發酵生產方法、及由其制備而得的高含量氧化型輔酶Q10。該氧化型輔酶Q10的發酵生產方法的特征在于，在生產菌株的發酵過程中控制發酵液的氧化還原電勢ORP為?50～300mV，優選控制發酵液的氧化還原電勢ORP為50～200mV。該氧化型輔酶Q10的發酵生產方法通過控制發酵液的ORP使得微生物產出的輔酶Q10中氧化型輔酶Q10含量可達到96％以上，產物構成相對單一，更方便于后處理；氧化型輔酶Q10較還原型輔酶Q10穩定，高含量氧化型輔酶Q10相較于現有技術發酵生產得到的輔酶Q10在生物體內被降解的少。此外，本申請發酵方法效價高。

技術領域

本申請涉及微生物發酵領域，具體涉及一種通過調控氧化還原電勢ORP(Oxidation-Reduction Potential)，使生產菌株(如，類球紅細菌Rhodobactersphaeroides)生產高含量(例如，70％以上、80％以上、或90％以上)氧化型輔酶Q10的發酵方法。

背景技術

輔酶Q10(CoQ10)又名泛醌、癸烯醌，化學名稱為2，3-二甲氧基-5-甲基-6-癸異戊烯苯醌。輔酶Q10的生物活性來自于其醌環的氧化還原特性及其側鏈的理化性質，它是細胞自身產生的天然抗氧化劑和細胞代謝激活劑，其具有抗氧化性、消除自由基、提高機體免疫力、抗衰老等功能。臨床上廣泛應用于各類心臟病、癌癥、糖尿病、急慢性肝炎、帕金森癥等疾病的治療，而且在食品、化妝品及抗衰老保健品方面也有很多的應用。

微生物發酵法是是目前輔酶Q10的主要生產方式。利用微生物發酵法生產輔酶Q10，無論是從產品的質量和安全性方面，都有較大的競爭優勢，適用于大規模的工業化生產。

微生物生產輔酶Q10的發酵階段一般分為以下兩個階段：1)菌體生長階段(也稱為，微生物生長繁殖階段)，在此階段，一般需要保持足夠的供氧和營養，使微生物快速生長繁殖達到生產所需的菌濃，同時，代謝產物輔酶Q10的合成快速啟動；2)輔酶Q10合成積累階段(有時也稱為，合成階段)，在此階段，發酵細菌快速耗氧，發酵液中溶氧一般處于較低值，發酵微生物處于氧限制狀態，此時代謝產物輔酶Q10快速合成積累。在合成積累階段階段，按照發酵液中輔酶Q10的效價變化來區分，通常分為前期(輔酶Q10效價保持較高的增漲曲線)、中期(輔酶Q10效價增漲曲線放緩，但仍保持明顯的增漲趨勢)及后期(輔酶Q10效價增漲曲線趨于平衡，隨發酵時間略微增漲)。通常地，輔酶Q10合成積累階段的前期、中期、及后期之間的時間間隔為10-20小時左右。

正如CN102876743B所公開的，采取分階段的供氧控制策略來調控發酵過程，在發酵過程的菌體生長階段和前期的合成積累階段采取高供氧，促進菌體的快速生長和輔酶Q10合成的快速啟動，當菌體生長進入穩定期(菌體不再呈現明顯的凈增長)后，分階段降低供氧以維持較高的輔酶Q10比生產速率，降低對底物葡萄糖的消耗；這種分階段的供氧模式改變必將得到最佳的生產菌生理特性狀態，降低輔酶Q10生產的成本。

在微生物發酵生產輔酶Q10過程中，本領域人員通常會通過調節發酵液的菌種、溶氧、溫度、壓力、培養基、補加營養素的速率等影響因子，以達到高產輔酶Q10的目的。如專利CN105420417A提出通過調節氧消耗速率(溶氧)和電導率(補加營養素速率)協同控制輔酶Q10的發酵過程；專利CN104561154A則以發酵過程中的菌體形狀為判斷依據，來調節工藝參數；專利CN103509729B通過改造類紅球細菌來提高微生物合成輔酶Q10的能力。這些工藝共同的特點是生產出的輔酶Q10都是氧化型輔酶Q10和還原型輔酶Q10的混合物，且還原型輔酶Q10的比例要相對高一些。特別是專利US7910340B2所述的工藝，在發酵結束后，微生物產出的輔酶Q10中還原型輔酶Q10含量在70％以上。

由于氧化型輔酶Q10和還原型輔酶Q10在細胞內能夠相互轉換，所以無論哪種類型的輔酶Q10都能夠作為電子傳遞體，起到相關的生理功能。同時，由于氧化型輔酶Q10相對穩定，更易于保存，近些年氧化型輔酶Q10的市場需求量與日俱增。