[發明專利]一種基于氧化還原電位調控好氧發酵生產維生素B12的方法

有效

• 申請號: 202110406500.5
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113502308B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 高顯星;鄭亞峰;張永杰;竺安
• 申請（專利權）人: 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: C12P19/42
• 分類號: C12P19/42;C12N1/20;C12R1/01
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 萬靜

本發明公開了一種基于氧化還原電位調控好氧發酵生產維生素B12的方法，該方法以好氧的維生素B12生產菌為發酵菌種進行好氧發酵；好氧發酵開始后，控制發酵液的ORP值處于50mv～75mv之間，直至發酵液中溶氧降低至30～50％，再控制發酵液的ORP值處于?120mv～?140mv之間，至發酵過程結束。本發明在發酵體系中引入氧化還原電位(ORP)電極的檢測，利用pH值、供氧策略(攪拌轉速和通氣比)以及對發酵無抑制作用的氧化劑與還原劑對維生素B12的發酵過程進行多階段ORP調控，以促進菌體生長和維生素B12合成的啟動和積累，不僅提高了維生素B12的產量，還降低了原料葡萄糖和甜菜堿的消耗。

技術領域

本發明涉及發酵技術領域，尤其涉及一種基于氧化還原電位調控好氧發酵生產維生素B12的方法。

背景技術

維生素B12，又名鈷胺素，是目前發現的唯一一種含有金屬元素的維生素，根據其中心鈷離子結合配基基團的不同可形成不同類型的鈷胺素，如羥基鈷胺素、甲基鈷胺素、脫氧腺苷鈷胺素和氰鈷胺素。

維生素B12可作為抗貧血藥物，用于治療惡性貧血和其它巨幼紅細胞性貧血，也可以用于神經炎等的輔助治療。此外，維生素B12作為飼料添加劑，也可以治療VB12缺乏所引起的禽畜生長發育不良和貧血，提高飼料蛋白的利用率等。當前VB12年需求量65～70噸，市場廣闊。

化學合成VB12的路線早在1974年便已打通，但其合成步驟長且繁瑣，市場上現有的產品大都由生物轉化法生產獲得。發酵法生產VB12的菌株主要是以脫氮假單胞菌(Pseudomonas denitrificans)和鈷胺素根瘤菌(Rhizobium cobaiaminogenum)為代表的好氧菌株和以費氏丙酸桿菌(Propionibacterium freudenreichii)與謝氏丙酸桿菌(Propionibacterium shermanii)為代表的厭氧菌株。

對于好氧菌而言，外部的供氧和營養與其生長和代謝的適配，決定了目標產物的合成情況。公布號為CN108949866A和公布號為CN108913738A的發明專利申請在發酵不同時期通過對攪拌速率、通氣速率與發酵培養基組分的調節來提高VB12的合成。公布號為CN102399845A和公布號為CN102021214A的發明專利申請在發酵過程中對菌體的氧消耗速率(OUR)和二氧化碳生成速率(CER)進行多階段調控，有效地促進了VB12的合成。公布號為CN110205350A的發明專利申請在發酵初期通過補加酵母浸粉稀釋液，進而控制發酵初期氨基氮水平，有效的緩解了高濃度氨氮在VB12發酵中造成的菌體生長和生物合成的矛盾。公布號為CN102453740A的發明專利申請則根據糖蜜組分檢測結果進行糖蜜模擬液的配制，進而解決VB12生產過程中糖蜜質量不穩定的現象。公布號為CN108913739A的發明專利申請描述了以甘蔗糖蜜和尿素控制發酵過程中的 pH為7，來達到促進VB12合成的目的。