【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微生物发酵，具体涉及一种利用电极调控赖氨酸芽孢杆菌发酵生产氨基酸的方法。
技术介绍
1、氨基酸是生命活动的必要物质，在医药、食品、饲料、化工等领域都具有广泛的市场需求。我国是氨基酸生产大国，且呈逐年上升趋势。2023年我国氨基酸的产量约752万吨。市场上主要的氨基酸产品包括谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸以及色氨酸等。其中赖氨酸、苏氨酸主要用于饲料添加，以提高畜禽蛋白质利用率和养殖效果。人类医用氨基酸产品包括谷氨酰胺、亮氨酸、异亮氨酸、医药级频氨酸、肌苷、鸟苷、腺苷、脯氨酸等产品。微生物发酵法是目前氨基酸生产的主要技术。常见的氨基酸生产菌株包括谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌和短芽孢杆菌等。经过数十年的研究，上述菌株的氨基酸生产效率提升趋缓。实际上，除了上述常用的菌株，自然界中很多其它微生物也具有优异的氨基酸潜力，因而新型的氨基酸发酵生产菌种资源有待挖掘。此外，电发酵是一个新兴的研究领域。主要通过在发酵系统中增加电极并通过调节电极的电流大小实现对微生物发酵代谢途径的和效率的调控。尽管电发酵技术已在沼气、氢气、乙酸等发酵系统中应用，但目前该技术尚未见应用于氨基酸发酵。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足与缺陷，本专利技术的目的是提供一种利用电极调控赖氨酸芽孢杆菌发酵生产氨基酸的方法，为微生物氨基酸发酵提供新的技术方法。
2、本专利技术的目的是提供一种利用电极调控赖氨酸芽孢杆菌发酵生产氨基酸的方法，包括以下步骤：
3、s1.将赖氨酸芽孢杆菌的种子液按
4、s2.将电极控制系统的电极置于发酵装置中并淹没于发酵培养液；
5、s3.使电极控制系统处于通路状态，于30℃、100r/min条件下进行有氧发酵。
6、优选，所述的赖氨酸芽孢杆菌为球形赖氨酸芽孢杆菌、变形赖氨酸芽孢杆菌或纺锤形赖氨酸芽孢杆菌。
7、优选，所述的发酵培养液组成如下：葡萄糖20.0g/l、甜菜糖蜜30.0g/l、玉米浆干粉10.0g/l、甜菜碱3.0g/l、mgso4 1.5g/l、feso4 20.0mg/l、苏氨酸450.0mg/l、氯化钾1.0g/l、生物素0.6mg/l，溶剂为水。
8、优选，所述的电极由工作电极、对电极和参比电极组成。
9、优选，所述的工作电极为石墨板，所述的对电极为铂丝，所述的参比电极为氯化银电极。
10、优选，进行有氧发酵时，电极控制系统控制工作电极电位为-0.2v或0.2v。
11、优选，电极控制系统控制工作电极电位为-0.2v时，提高赖氨酸芽孢杆菌发酵生产的gly、cys、ile、leu和/或lys的含量。
12、优选，电极控制系统控制工作电极电位为0.2v时，提高赖氨酸芽孢杆菌发酵生产的asp、thr、ser、glu、gly、ala、val、met、ile、leu、tyr、phe、lys和/或arg的含量。
13、本专利技术的有益效果：
14、1、本专利技术利用赖氨酸芽孢杆菌进行氨基酸发酵，赖氨酸芽孢杆菌具有较好的生态安全性和丰富的代谢潜能，可以将培养液中的营养物质转化为不同类型的氨基酸并释放到发酵液中，目前尚未见用于氨基酸发酵的案例或报道。
15、2、本专利技术通过使用电极控制系统调控发酵过程中微生物细胞内外的氧化还原环境，通过直流电源或恒电位仪调控电极表面的电势或电流密度，改变发酵微生物细胞内的nad/nadh、nadp/nadph等辅酶的氧化还原状态，从而改变电子传递和代谢合成的速率和途径。在不同电位或电流的条件下，赖氨酸芽孢杆菌释放出的氨基酸类型和浓度也有所不同。因此，可以根据菌株的特性和生产需要，调节电流/电压，实现特定氨基酸的高效发酵生产，为有效提升氨基酸的发酵产率提供了一种新型有效的方法。
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1.一种利用电极调控赖氨酸芽孢杆菌发酵生产氨基酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的赖氨酸芽孢杆菌为球形赖氨酸芽孢杆菌、变形赖氨酸芽孢杆菌或纺锤形赖氨酸芽孢杆菌。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发酵培养液组成如下：葡萄糖20.0g/L、甜菜糖蜜30.0g/L、玉米浆干粉10.0g/L、甜菜碱3.0g/L、MgSO4 1.5g/L、FeSO420.0mg/L、苏氨酸450.0mg/L、氯化钾1.0g/L、生物素0.6mg/L，溶剂为水。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的电极由工作电极、对电极和参比电极组成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的工作电极为石墨板，所述的对电极为铂丝，所述的参比电极为氯化银电极。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行有氧发酵时，电极控制系统控制工作电极电位为-0.2V或0.2V。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，电极控制系统控制工作电极电位为-0.2V时，提高赖氨酸芽孢
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，电极控制系统控制工作电极电位为0.2V时，提高赖氨酸芽孢杆菌发酵生产的Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Val、Met、Ile、Leu、Tyr、Phe、Lys和/或Arg的含量。
...【技术特征摘要】
1.一种利用电极调控赖氨酸芽孢杆菌发酵生产氨基酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的赖氨酸芽孢杆菌为球形赖氨酸芽孢杆菌、变形赖氨酸芽孢杆菌或纺锤形赖氨酸芽孢杆菌。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发酵培养液组成如下：葡萄糖20.0g/l、甜菜糖蜜30.0g/l、玉米浆干粉10.0g/l、甜菜碱3.0g/l、mgso4 1.5g/l、feso420.0mg/l、苏氨酸450.0mg/l、氯化钾1.0g/l、生物素0.6mg/l，溶剂为水。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的电极由工作电极、对电极和参比电极组成。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨永刚，陈复生，李盘欣，杨瑞，
申请(专利权)人：河南省南街村集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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