[發明專利]用于生產阿洛酮糖差向異構酶的培養基和培養方法及其應用

在審

• 申請號: 202210298159.0
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114634902A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 佟毅;王琪;周衛強;李義;陳紹輝;王小艷;李凡
• 申請（專利權）人: 吉林中糧生化有限公司;中糧營養健康研究院有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N9/90;C12R1/125
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云

本發明涉及工業微生物技術領域，公開了一種用于生產阿洛酮糖差向異構酶的培養基和培養方法及其應用。本發明提供的培養基特別適合于阿洛酮糖差向異構酶的發酵生產，能夠提高阿洛酮糖差向異構酶的產量和活性。配合本發明優選的發酵生產方法，還能夠進一步提高提高阿洛酮糖差向異構酶的產率和酶活力，并且還能縮短發酵周期，提高生產效率，有效解決了現有發酵產酶過程中存在的菌株生物量低，酶活低，發酵周期長，生產成本高等問題。

技術領域

本發明涉及工業微生物技術領域，具體涉及一種用于生產阿洛酮糖差向異構酶的培養基和培養方法及其應用。

背景技術

D-阿洛酮糖作為一種自然界存在極少的稀有糖，由于其具有降血糖、降血脂、抗氧化等功效，逐漸成為食品、保健和醫療領域的研究熱點，化學法制備D-阿洛酮糖由于產物純化步驟繁復、化學污染嚴重和副產物雜多等原因，尚未取得突破性進展。生物轉化方法因反應單一、純化步驟簡單等優點，逐漸成為生產D-阿洛酮糖的主要策略。其中，D-阿洛酮糖-3-差向異構酶(D-psicose-3-epimerase，DPEase)是D-阿洛酮糖生物轉化的重要催化劑，其能夠催化D-果糖C3位的異構化反應，最終生成D-阿洛酮糖。

目前，普遍認為生物合成法是工業化生產DPEase最適用的方法之一。生物合成法通常通過培養能夠表達DPEase的生物工程菌，而后再收集菌體，經過細胞破碎、酶純化等步驟獲取DPEase。近年來，已有研究人員開發出用于工業化生產DPEase的生物工程菌，例如江南大學建立的不同梭菌來源的DPEase菌株、中國科學院天津工業生物技術研究所開發的插入了瘤胃球菌屬來源的DPEase基因的枯草芽孢桿菌異源表達體系等。然而，目前對于DPEase生物合成的研究基本上都集中于菌株的構建和表達體系的優化，對于培養基和培養方法對DPEase的產量和活性的影響等方面的研究鮮有報道。而且，現有DPEase菌株的DPEase產量和酶活力普遍較低，難以滿足工業化阿洛酮糖生產的需要。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的生物合成法生產阿洛酮糖差向異構酶的產量與活性低的問題，提供一種用于生產阿洛酮糖差向異構酶的培養基和培養方法及其應用。本發明提供的培養基特別適合阿洛酮糖差向異構酶的生物合成生產，能夠提高阿洛酮糖差向異構酶的產率和活性。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種用于生產阿洛酮糖差向異構酶的培養基，所述培養基包括碳源、氮源、無機鹽和輔助因子；

其中，所述碳源包括葡萄糖和/或糖蜜；

所述氮源包括酵母提取物、玉米漿、蛋白胨和豆粕粉中的至少一種；

所述無機鹽用于提供P、K、S、Mn、Zn和Fe中的至少一種營養元素；

所述輔助因子包括硫胺素、核黃素和生物素中的至少一種。

本發明第二方面提供一種生產阿洛酮糖差向異構酶的方法，所述方法包括將生產阿洛酮糖差向異構酶的工程菌接種至如前所述的培養基中進行發酵培養，以獲得含有阿洛酮糖差向異構酶的發酵液。

本發明第三方面提供如上所述的培養基和方法在工業化阿洛酮糖差向異構酶生產中的應用。

通過上述技術方案，本發明能夠取得如下有益效果：

本發明提供的培養基能夠用于生產阿洛酮糖差向異構酶的工程菌高密度發酵培養，尤其適合于采用基于枯草芽孢桿菌的基因工程菌的高密度發酵培養，能夠有效提高阿洛酮糖差向異構酶的產量和酶活力，有效解決了一般發酵產酶過程中存在的菌株生物量低，酶活低，發酵周期長，生產成本高等問題。并且，采用本發明提供的培養基進行阿洛酮糖差向異構酶發酵生產時的發酵周期較短，酶活高，菌體生物量大，有利于大規模推廣應用。此外，采用本發明提供培養基，配合本發明的優選發酵培養方法進行阿洛酮糖差向異構酶發酵生產，還能夠進一步提高發酵效率和產量。

具體實施方式