[發明專利]一種穩定快速生產ε-聚賴氨酸的方法

有效

• 申請號: 201910707758.1
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110373439B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 郭鳳柱;周斌;朱勇剛;梅吉雷;湯強;張秋生;張利鋼;孟根水;賈士儒
• 申請（專利權）人: 浙江新銀象生物工程有限公司
• 主分類號: C12P13/02
• 分類號: C12P13/02;C12N1/20;C12R1/465
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 李績

本發明涉及一種穩定快速生產ε?聚賴氨酸的方法，屬于發酵工程技術領域。本發明生產ε?聚賴氨酸的方法：是采用菌株淀粉酶產色鏈霉菌(Streptomycesdiastatochromogenes)，在含有適宜的碳源、氮源的培養基中進行發酵培養。本發明以孢子懸液直接接種，并以pH終點為轉種指標，采用一步法降pH策略，進行ε?聚賴氨酸的穩定快速發酵生產，較常規工藝產量提高了80％?130％，周期縮短28％?45％。本發明改變了已有生產工藝步驟，從而簡化了現有發酵生產方法，顯著提高了ε?聚賴氨酸的生產強度，不僅縮短了發酵周期，節約了成本，而且減少了發酵廢液和廢氣的排放，減輕環境污染，另外，工藝簡單易放大，易于實現產業化大規模生產。

技術領域

本發明屬于發酵工程技術領域，具體涉及一種穩定快速生產ε-聚賴氨酸的方法。

背景技術

ε-聚賴氨酸(亦稱ε-聚-L-賴氨酸，ε-Poly-L-lysine，ε-PL)是目前從自然界中發現的兩種氨基酸同聚物之一，是由微生物代謝合成(主要為放線菌，如白色鏈霉菌、淀粉酶產色鏈霉菌、北里孢菌、弗吉尼亞鏈霉菌、灰褐鏈霉菌、不吸水鏈霉菌，另外，球形節桿菌以及部分芽孢桿菌也可以合成)的天然產物，它由25-35個α-羧基和ε-氨基連接的L-氨基酸殘基(L-Lys)組成。

ε-PL是一種聚陽離子多肽，對微生物具有廣譜抑菌活性，其中包括細菌如革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌、真菌和某些病毒。小鼠喂食實驗表明，這種聚合物幾乎沒有急性毒性、亞慢性及慢性毒性，細菌傳代實驗中也未表現出致誘變性。ε-PL也能在人體內分解為賴氨酸，其是世界范圍內各國允許在食品中強化的一種氨基酸，同時也是人體必需的八種氨基酸之一。此外，它還具有優良的穩定性和水溶性，其水溶液在加熱處理100℃中煮沸30min甚至121℃高壓蒸汽處理20min均不會產生分解。正是基于上述優良特性(抑菌譜廣、安全性高、熱穩定性好、生物可降解)，在一些國家(如日本、韓國、美國、比利時等)批準其作為一種食品防腐劑應用于食品工業中。2012年申請人聯合天津科技大學等提交了ε-PL及其鹽酸鹽為食品添加劑申請材料，2014年4月，中國國家衛生計生委食品安全標準與監測評估司批準了ε-聚賴氨酸(ε-PL)及其鹽酸鹽(ε-PL·HCL)可作為食品添加劑新品種應用于大米及制品、小麥粉及其制品、雜糧制品、烘烤食品、肉及肉制品、調味品、果蔬汁類及其飲料、水果、蔬菜(包括塊根類)、豆類、食用菌、藻類、堅果以及籽類等食品工業中。此外，其在化妝品、基因載體、藥物包被、水凝膠、生物芯片和生物電子的鍍膜材料等方面也具有重要的應用。因此，ε-PL及其鹽酸鹽具有非常廣闊的應用潛力及商業市場前景。

在國內，雖然ε-PL及其鹽酸鹽作為新的食品添加劑使用才短短的五年時間，相對來說整體的行業規模還比較小，屬于起步階段，但是，隨著食品工業對ε-聚賴氨酸及其鹽酸鹽的認知度越來越高，除國外市場依舊很大外，國內市場的需求量也將不斷增加，另外，作為該行業的領航企業申請人于2019年啟動的擴大使用范圍相關工作，并于2019年4月9日在國家風險評估中心征求意見公示。

目前，ε-PL的獲得仍然主要依靠微生物發酵技術，1989年日本智索股份有限公司(Chisso Corporation)首先利用白色鏈霉菌發酵技術實現了ε-PL的工業化生產，且于2001年形成了年產千噸級的規模。而國內雖然已有少數幾家企業實現了ε-PL的工業化生產，但限于相對落后的技術水平，發酵水平普遍偏低，即使有報道產量相對高的，也僅主要在小試水平實現，難以放大生產，因此，國內生產現狀亟需提高，打破現有技術壁壘，研究開發新的發酵工藝，對提高ε-PL生產能力，擴大ε-PL的工業化生產規模，增大國產ε-PL的市場份額具有非常重要的意義。

經過檢索，截至目前，我國公布的有關ε-PL及其鹽酸鹽發酵生產的主要專利有：

1.專利號為ZL97182253.0的“大量生產ε-聚-L-賴氨酸的菌株和生產方法”發明專利，是巖田敏治等人在中國申請的專利，該專利是在獲得誘變菌株B21021(FERM BP-5926)基礎上，于培養基中好氣培養該菌株，然后從發酵液中分離和純化ε-聚-L-賴氨酸。