[發(fā)明專利]一種氨基葡萄糖發(fā)酵過程控制方法

在審

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• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110904173A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 盧健行;馬善麗;盧建功;姚珊珊;劉長峰;吳祥舟
• 申請（專利權）人: 山東潤德生物科技有限公司
• 主分類號: C12P19/26
• 分類號: C12P19/26;C12P39/00;C12R1/19;C12R1/125;C12R1/865
• 代理公司: 濟南光啟專利代理事務所(普通合伙) 37292
• 代理人: 趙文成

本發(fā)明公開了一種氨基葡萄糖發(fā)酵過程控制方法，將種子活化后的大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌組成的混合發(fā)酵劑接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中恒溫搖床培養(yǎng)18?24h；發(fā)酵過程中葡萄糖采用以下方式補料：0?4h采用恒速流加補料，5?12h采用間歇流加補料，13h至發(fā)酵結束采用恒速補料；發(fā)酵過程中溶氧水平采用以下方式控制：0?4h保持溶氧25％，5?12h保持溶氧30?35％，13h至發(fā)酵結束保持溶氧40％。本發(fā)明有利于實現產品高產量生產。

技術領域

本發(fā)明屬于生物發(fā)酵技術領域，具體涉及一種氨基葡萄糖發(fā)酵過程控制方法。

背景技術

氨基葡萄糖(GleN)是一種重要的氨基己糖，它由葡萄糖的一個羥基被氨基取代形成，目前市面上氨基葡萄糖主要有兩類，一是氨基葡萄糖鹽酸鹽，一類是氨基葡萄糖硫酸鹽。氨基葡萄糖鹽酸鹽(D-Glucosamine Hydrochloride)，分子式C₆H₁₃NO₅·HCl，是一種白色結晶，無氣味，略有甜味，易溶于水，微溶于甲醇，不溶于乙醇等有機溶劑，它對人體具有重要的生理功能，參與肝腎解毒，發(fā)揮抗炎護肝作用，對治療風濕性關節(jié)炎癥和胃潰瘍有良好的療效，是合成抗生素和抗癌藥物的主要原料；還可應用于食品、化妝品和飼料添加劑中。氨基葡萄糖鹽酸鹽是由天然的甲殼質提取的，是一種海洋生物制劑，是硫酸軟骨素的主要成分。它能促進人體粘多糖的合成，提高關節(jié)滑液的粘性，能改善關節(jié)軟骨的代謝，有利于關節(jié)軟骨的修復，具有明顯的消炎鎮(zhèn)痛作用。它具有促進抗生素注射效能的作用，可供糖尿病者作營養(yǎng)補助劑。

目前生產氨基葡萄糖的方法主要有酸水解法、酶解法及微生物發(fā)酵法。酸水解法和酶解法的生產原料來源于魚蝦蟹等的外骨骼，通過提取甲殼素與殼聚糖，再經酸解或酶解獲得氨基葡萄糖；但酸水解法工藝過程中需要使用大量濃鹽酸，會帶來較嚴重的工業(yè)污染；酶解法是利用殼聚糖對魚蝦蟹外骨骼進行降解，該工藝效率低下，生產成本較高，因此，尋找合適的微生物發(fā)酵法實現氨基葡萄糖的生產是目前的環(huán)境和市場需求。大腸桿菌是一種較為常見的氨基葡萄糖合成酶生產菌。研究表明：在大腸桿菌中，由谷氨酰胺作為氨基供體，6-磷酸果糖在氨基葡萄糖合成酶(GlmS)的催化作用下，生成氨基葡萄糖。但是現有技術中，該發(fā)酵生產過程不能進行精確控制從而無法實現氨基葡萄糖的優(yōu)化生產。

發(fā)明內容

為彌補現有技術的不足，本發(fā)明提供一種氨基葡萄糖發(fā)酵過程控制方法，生產效率高，成本低，操作簡單。

本發(fā)明是通過如下技術方案實現的：

一種氨基葡萄糖發(fā)酵過程控制方法，其特殊之處在于：將種子活化后的大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌組成的混合發(fā)酵劑接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中恒溫搖床培養(yǎng)18-24h；發(fā)酵過程中葡萄糖采用以下方式補料：0-4h采用恒速流加補料，5-12h采用間歇流加補料，13h至發(fā)酵結束采用恒速補料；發(fā)酵過程中溶氧水平采用以下方式控制：0-4h保持溶氧25％，5-12h保持溶氧30-35％，13h至發(fā)酵結束保持溶氧40％；發(fā)酵過程中保持Ph值不小于6.8。

作為優(yōu)選方案，0-4h葡萄糖補料速度為15-25mg/L·h；5-12h葡萄糖每隔2個小時間歇流加一次，每次流加1h，流加速度為40-50mg/L·h；13h至發(fā)酵結束葡萄糖補料速度為25-35mg/L·h。

進一步的，所述葡萄糖初始濃度為25g/L，發(fā)酵過程流加葡萄糖濃度為150-200g/L。

作為優(yōu)選方案，所述大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌在進行種子活化前在平板培養(yǎng)基上活化培養(yǎng)6-8h。

進一步的，所述平板培養(yǎng)基包括蛋白胨15g/L、酵母浸粉8g/L、乳糖2g/L、氯化鈉1g/L、硫酸銨1g/L、瓊脂15g/L。

作為優(yōu)選方案，所述混合發(fā)酵劑按照大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌的體積比3:(1-2):(0.8-1)混合制得。