[發明專利]一種發酵生產γ-氨基丁酸的方法

在審

• 申請號: 201811628626.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109593797A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 柯永中;陸克文
• 申請（專利權）人: 上海邦成生物工程有限公司
• 主分類號: C12P13/00
• 分類號: C12P13/00;C12N1/20;C12R1/19
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明公開一種發酵生產γ?氨基丁酸的方法，其包括大腸桿菌菌種活化、種子液進行入罐接種、發酵培養；發酵培養采用的發酵培養基包括：酵母浸粉15?30g/L；蛋白胨10?20g/L；L?谷氨酸鈉0.1?0.5g/L；甘油1?6g/L；三氯化鐵0.5?1g/L；其中，在發酵培養過程中的誘導培養采用：維生素B6 0.5?1mmol/L；PLP 20?30g/L；乳糖1?3g/L；IPTG 5?12g/L；并且對活化、接種、發酵過程的溫度及PH均進行優化。本發明采用甘油代替葡萄糖作為碳源，可有效減少抑制性代謝性產物乙酸的累積，有利于高密度發酵；在發酵培養基中添加鐵離子可以促進大腸桿菌生長，降低乙酸生成量；在不同的培養階段采用不同的PH值提高產量，恒定PH條件下蛋白量提高了5％。本發明通過上述培養條件的優化，可有效提高γ?氨基丁酸的產量。

技術領域

本發明屬于菌種發酵技術領域，具體涉及一種發酵生產γ-氨基丁酸的方法。

背景技術

γ-氨基丁酸(GABA)是一種重要的抑制性神經遞質，它參與多種代謝活動，具有很高的生理活性。目前廣泛應用于食品工業、飼料添加劑、醫藥領域中。GABA的制備方法主要有化學合成法和生物合成法兩種，化學合成法成本較高，得率較低，并且在生產工藝中使用危險溶劑，甚至是有毒溶劑，因此化學合成法制備的GABA不能用于食品，也不能作為一種天然的食品添加劑，生物合成法相對而言是一種既安全又經濟的方法。動、植物組織中GABA的含量都較低，例如豆葉中的GABA含量僅為0.04μg/g鮮重，因而從動、植物體內直接提取GABA并作為食品配料的可行性不大，其原因主要是因為GABA存量少并且分離困難。生物合成法中大腸桿菌是發酵生產GABA最常用的菌株，發酵培養基為麩皮水解液、玉米漿、蛋白胨、礦物質等，在發酵過程中，利用大腸桿菌脫羧酶的作用，將L-谷氨酸轉化為GABA，再分離、純化獲得GABA制品。

影響微生物發酵GABA產量都包括內因和外因，內因是代謝機制，外因是代謝條件，因此GABA支路代謝機制和代謝條件是GABA制備的決定因素。代謝條件顯著影響GABA的制備速度和產率。而采用目前的培養發酵條件，大腸桿菌發酵生產GABA的產量都達不到理想的收率。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種發酵生產γ-氨基丁酸的方法，從培養基(氮源、碳源)、大腸桿菌菌種培養條件、PH值、溫度、發酵條件等方面出發，對培養基及各培養條件進行優化，以高效生產γ-氨基丁酸。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種發酵生產γ-氨基丁酸的方法，其包括大腸桿菌菌種活化、種子液進行入罐接種、發酵培養；

其中，所述發酵培養采用的發酵培養基包括如下組分及含量：酵母浸粉15-30g/L；蛋白胨10-20g/L；L-谷氨酸鈉0.1-0.5g/L；甘油1-6g/L；三氯化鐵0.5-1g/L。

為了進一步優化上述發酵生產γ-氨基丁酸的方法，本發明采取的技術措施還包括：

進一步地，所述發酵培養包括：清洗發酵罐；空罐滅菌；將種子液移入發酵罐，并進行誘導培養；培養物進行分離、純化獲得GABA制品。

進一步地，在發酵培養過程中的誘導培養采用如下組分：維生素B6 0.5-1mmol/L；PLP 20-30g/L；乳糖1-3g/L；IPTG 5-12g/L。

進一步地，所述發酵培養基中還加入分消后的磷酸二氫鉀15-25g/L；磷酸氫二鉀90-120g/L。

進一步地，所述發酵罐用培養基的PH為4.5-8。

進一步地，所述大腸桿菌菌種活化包括：制備活化用培養基，滅菌倒平板，凝固備用，制得菌種活化平板；制備接種用培養基，滅菌，挑取生長正常旺盛的單一菌落至接種用培養基內接種，制備種子液。