[發(fā)明專利]一種發(fā)酵生產(chǎn)D-泛酸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011014094.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112126662B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒樹平;柳志強(qiáng);鄭裕國(guó);牛坤;周海巖;王之見(jiàn);趙闊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P13/02
• 分類號(hào): C12P13/02;C12N1/21;C12R1/19
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 沈金龍

本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)酵生產(chǎn)D?泛酸的方法，在發(fā)酵培養(yǎng)時(shí)將保藏號(hào)為CCTCC NO：M2018914的大腸桿菌接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)D?泛酸，當(dāng)發(fā)酵至13h時(shí)，往發(fā)酵罐中流加補(bǔ)料培養(yǎng)基，控制發(fā)酵液中葡萄糖的濃度為0.5?2g/L，當(dāng)發(fā)酵至29h時(shí)，控制發(fā)酵液中葡萄糖的濃度為4?6g/L，直至發(fā)酵結(jié)束；開(kāi)始流加補(bǔ)料培養(yǎng)基后，同時(shí)往發(fā)酵罐中流加異亮氨酸水溶液，所述異亮氨酸水溶液的濃度為30?60g/L，直至發(fā)酵結(jié)束添加的異亮氨酸的總量為30?50g。本發(fā)明方法有效地提高了產(chǎn)D?泛酸的濃度，并且提高了糖酸轉(zhuǎn)化率、降低了抑制性副產(chǎn)物乙酸的產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)酵生產(chǎn)D-泛酸的方法。

背景技術(shù)

D-泛酸又稱維生素B5，化學(xué)分子式C₉H₁₇NO₅，相對(duì)分子量219.24，是一種重要的水溶性維生素，廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料、以及化妝品等領(lǐng)域。D-泛酸普遍存在于生物體內(nèi)，是酰基載體蛋白(ACP)和輔酶A(CoA)的重要合成前體之一，為所有細(xì)胞中的TCA循環(huán)提供了主要底物，并控制細(xì)胞生長(zhǎng)，增殖和整體組蛋白乙酰化，以及在碳水化合物，脂肪酸，脂質(zhì)和磷脂等多種重要物質(zhì)的合成代謝和分解代謝途徑中起關(guān)鍵作用。D-泛酸可以提高機(jī)體免疫力并可與其他組分構(gòu)成的復(fù)方制劑則用于治療神經(jīng)炎、神經(jīng)衰弱、術(shù)后腸絞痛、胃腸道疾病、呼吸道疾病、紅斑狼瘡、亨廷頓舞蹈病等皮膚疾病；同時(shí)D-泛酸還應(yīng)用于多種保健食品，如成長(zhǎng)快樂(lè)、施爾康和21金維他等，在食品領(lǐng)域，D-泛酸用于增強(qiáng)燒酒和威士忌風(fēng)味；還具有防止冬天蜂蜜結(jié)晶和緩解咖啡因、糖精苦味等作用。對(duì)畜禽養(yǎng)殖業(yè)至關(guān)重要，若缺乏D-泛酸，家禽、家畜可能出現(xiàn)生長(zhǎng)遲緩、適應(yīng)性和抗病性下降、生殖系統(tǒng)障礙、毛發(fā)脫落色澤暗淡等現(xiàn)象。

現(xiàn)有的D-泛酸的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要是化學(xué)-酶法，異丁醛與甲醛在堿性、高溫條件下羥醛縮合形成羥基特戊醛，再添加氫氰酸，在酸性條件下進(jìn)行醇氰化反應(yīng)形成氰醇；氰醇在酸性條件下通過(guò)水解環(huán)化得到DL-泛解酸內(nèi)酯，DL-泛解酸內(nèi)酯經(jīng)L-泛解酸內(nèi)酯水解酶水解，留下D-泛解酸內(nèi)酯，產(chǎn)生的L-泛解酸再經(jīng)化學(xué)內(nèi)酯、外消旋轉(zhuǎn)為DL-泛解酸內(nèi)酯。得到的D-泛解酸內(nèi)酯與β-氨基丙酸鈣縮合直接制得D-泛酸鈣。現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝對(duì)設(shè)備要求高、合成過(guò)程中存在的環(huán)境污染問(wèn)題無(wú)法避免。隨著環(huán)保問(wèn)題日益嚴(yán)峻，以綠色可再生資源為原料的微生物發(fā)酵法生產(chǎn)D-泛酸受到越來(lái)越多的關(guān)注。微生物發(fā)酵法條件溫和、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有發(fā)展前途。現(xiàn)有的以微生物直接發(fā)酵法生產(chǎn)D-泛酸生產(chǎn)菌主要包括大腸桿菌(Escherichia coli)、谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)等。

微生物發(fā)酵法通過(guò)微生物的代謝合成D-泛酸或其衍生物并分泌到發(fā)酵液中，發(fā)酵菌株主要代謝糖類物質(zhì)(葡萄糖、麥芽糖等)。將含有碳源物質(zhì)與無(wú)機(jī)氮源，無(wú)機(jī)鹽等物質(zhì)的發(fā)酵培養(yǎng)基高溫殺菌后進(jìn)行接種，發(fā)酵后分離純化發(fā)酵液得到D-泛酸鈣。現(xiàn)有的對(duì)微生物發(fā)酵法的研究主要集中于菌種構(gòu)建以及代謝研究，但大腸桿菌生產(chǎn)D-泛酸仍然存在重大障礙。例如，雖然已經(jīng)提出了許多可行的工程細(xì)菌構(gòu)建方案，但是葡萄糖生產(chǎn)D-泛酸的轉(zhuǎn)化率仍然較低。D-泛酸的微生物合成產(chǎn)量的進(jìn)一步提升受限于發(fā)酵工藝，目前發(fā)酵法生產(chǎn)D-泛酸的報(bào)道較少，尚未見(jiàn)到有專門的報(bào)道以探究D-泛酸發(fā)酵工廠的生產(chǎn)技術(shù)為目的對(duì)D-泛酸發(fā)酵過(guò)程工藝進(jìn)行優(yōu)化。D-泛酸發(fā)酵過(guò)程控制是整個(gè)生產(chǎn)的關(guān)鍵。微生物在生長(zhǎng)的不同階段、生產(chǎn)目的代謝產(chǎn)物的不同時(shí)期，對(duì)環(huán)境條件可能會(huì)有不同的需求。