本发明专利技术公开了一种增强细胞生长及生物过程效率的ε-聚赖氨酸补料分批发酵方法。它是用ε-聚赖氨酸产生菌用其发酵培养基对其进行发酵培养，当培养体系的pH值下降至3.6~4.1之间时，按照每小时每升发酵培养基中补加0.025g~0.5g酵母粉或其他有机氮源至培养体系中直至发酵结束，同时自pH降至3.6~4.1之间开始，用氨水控制培养体系的pH维持在3.6~4.1之间直至发酵结束，并补加灭过菌的含葡萄糖和硫酸铵的补料培养基，维持培养体系的葡萄糖为5~30g/L直至发酵结束。本发明专利技术的细胞较快的进入ε-聚赖氨酸合成阶段，避免了细胞进入合成阶段前细胞活性的损失，延长了细胞合成ε-聚赖氨酸的时间，从而显著提高细胞ε-聚赖氨酸合成能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微生物发酵领域，具体涉及。
技术介绍
:民以食为天，食品安全已经成为国内外关注的热点之一。不可否认食品中添加的各种防腐剂对食品防腐保鲜起了重要作用，促进了食品工业的发展，可以说现代食品工业离不开防腐剂，但传统使用的化学合成防腐剂对人体有一定潜在危害，如硝酸盐及亚硝酸盐具有致癌性，常用的苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐也有一定毒性，为提高食品的安生性，使用天然、安全、绿色防腐剂代替传统化学合成防腐剂是今后发展的必然趋势，是解决和提高食品安全的必然选择。ε-聚赖氨酸是链霉菌(Streptomyces)生物合成的胞外次级代谢产物,通常由25-35个L-赖氨酸残基组成的，通过α-ε酰胺键连接，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、丝状真菌均具有一定抑制作用，对病毒也有一定抑制作用。ε -聚赖氨酸具有对人体安全无毒、可生物降解等优点，因此，ε -聚赖氨酸是替代传统化学合成防腐剂的理想选择，引起了人们的高度重视。美国FDA批准了 ε-聚赖氨酸的GRAS (认为安全)地位。目前，ε_聚赖氨酸已经在日本、韩国、美国等国家作为食品防腐剂得到应用。ε -聚赖氨酸作为食品防腐剂有诸多的优势，因此在食品工业中有极大的潜在需求。目前，微生物发酵法是生产ε-聚赖氨酸的惟一方法，但其发酵过程中存在一个显著制约因素，即液体深层发酵时ΡΗ4.0或以下是ε -聚赖氨酸生物合成所必须的条件，但低pH不利于细胞生长，因此，通常培养条件下难以获得高细胞密度，这不利于提高发酵产率，针对这些状况，研究人员提出了两阶段PH控制发酵工艺，即当发酵过程pH下降至5.0时，将pH控制在5.0 一段时间，以利于细胞生长，为阶段I ;然后让其pH自然下降，降至4.0时，控制pH在4.0以利ε-聚赖氨酸合成，为阶段2。两阶段pH控制ε -聚赖氨酸发酵可参见附图1，该工艺已广泛应用于ε-聚赖氨酸的工业发酵。但该工艺在阶段I及先前生长细胞由于PH过高细胞不能合成ε -聚赖氨酸，而在人为延长的阶段I细胞活性可能损失，这会影响细胞ε -聚赖氨酸合成能力，此外，由于合成阶段pH较低，细胞密度仍然难以根本提高，基于这些不足，研发更有效的发酵工艺，尤其是提高细胞生长和细胞活性的发酵工艺十分必要
技术实现思路
:本专利技术的目的是提供一种增强细胞生长及生物过程效率的ε -聚赖氨酸补料分批发酵方法。本专利技术的增强细胞生长及生物 过程效率的ε -聚赖氨酸补料分批发酵方法，其特征在于，包括以下步骤:ε -聚赖氨酸产生菌用其发酵培养基对其进行发酵培养，当培养体系的pH值下降至3.6^4.1之间时，按照每小时每升发酵培养基中补加0.025g、.5g酵母粉或其他有机氮源至培养体系中直至发酵结束，同时自PH降至3.6^4.1之间开始，用氨水控制培养体系的PH维持在3.6^4.1之间直至发酵结束，并补加灭过菌的含葡萄糖和硫酸铵的补料培养基，维持培养体系的葡萄糖为5 30g/L直至发酵结束。所述的补料培养基优选每升含有800g葡萄糖和IOOg硫酸铵，余量为水。进一步优选，所述的当培养体系的pH值下降的pH值为3.9，所述的自pH值降至是降至3.9开始，用氨水控制培养体系的pH维持在3.9直至发酵结束，所述的并补加灭过菌的含葡萄糖和硫酸铵的补料培养基，维持培养体系的葡萄糖为5 30g/L直至发酵结束是自当培养体系的葡萄糖低于10g/L时，自动补加灭过菌的含葡萄糖和硫酸铵的补料培养基，维持培养体系的葡萄糖为10g/L直至发酵结束。所述的ε -聚赖氨酸产生菌指的是能够产生ε -聚赖氨酸的链霉菌，使用的发酵培养基是ε -聚赖氨酸产生菌的发酵培养基，本领域技术人员可以根据本领域的常规知识去选择ε-聚赖氨酸产生菌以及与其相配套的发酵培养基，所述的ε-聚赖氨酸产生菌优选为不吸水链霉菌(Streptomyces ahygroscopicus) str_8。 所述的其他氮源优选为豆饼粉或王米浆等。所述的氨水优选为10% (w/w)的氨水。本专利技术的增强细胞生长及生物过程效率的ε -聚赖氨酸补料分批发酵方法通过补加酵母粉以提高细胞生长和活性，使细胞持续生长、显著提高细胞密度、增强细胞活性，由于发酵过程细胞生长及ε -聚赖氨酸生物合成利用大量葡萄糖，因此在发酵过程中补加葡萄糖和硫酸铵，使ε-聚赖氨酸产生菌能持续的合成ε-聚赖氨酸。与现有技术的两阶段PH控制发酵相比，本专利技术的细胞较快的进入ε-聚赖氨酸合成阶段，避免了细胞进入合成阶段前细胞活性的损失，延长了细胞合成ε-聚赖氨酸的时间，从而显著提高细胞ε-聚赖氨酸合成能力，克服了两阶段PH控制发酵的不足，使得ε -聚赖氨酸产率显著提高，该发酵方法具有适用广泛，易于操作的特征。附图说明:图1是ε -聚赖氨酸补料分批发酵两阶段pH控制示意图I表示pH控制阶段I，pH为5.0 ; II表示pH控制阶段2，pH为3.9。图2是本专利技术的增强细胞生长及生物过程效率的ε -聚赖氨酸补料分批发酵方法的一阶段PH控制结合酵母粉补加的示意图；YE表示酵母粉；I表示pH控制阶段，pH为3.9。具体实施方式:实施例1:1、孢子制备将新鲜的ε -聚赖氨酸产生菌不吸水 链霉菌(Streptomyces ahygroscopicus)str-8(该菌于2011年6月2日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址:中国武汉武汉大学，保藏编号为:CCTCC NO:M2011191,该菌种的保藏信息公开于专利号为:ZL201110152802.0，专利技术名称为:不吸水链霉菌Str_8及利用制备ε -聚赖氨酸及其盐的方法的专利中)斜面菌种多次划线接种于燕麦琼脂培养基(ISP3)中，30° C、倒置培养7天，以无菌水洗涤收集成熟的孢子，制备孢子悬浮液，作为接种物，通常情况下可获得孢子悬浮液浓度约5X108CFU/mL。燕麦琼脂培养基(ISP3)的制备:称取40g燕麦，经去离子水洗涤后置于IL装有800mL去离子水的烧杯中，加热煮沸lOmin，纱布过滤，弃渣，将15_20g琼脂置入过滤液中，加热充分溶解后定容至1L，121° C灭菌30min。2、种子培养将IOmL孢子悬浮液(约为5 X IO8孢子/mL)接种于装有500mL M3G培养基(IOOOmL摇瓶)中，温度30° C，转速150r/min，培养20h作为种子液。M3G 培养基成分(g/L):葡萄糖 30 ;酵母粉 5 ; (NH4) 2S047 ；FeS04.7Η200.03 ；MgSO4.7Η200.5 ；ZnSO4.7Η200.04 ；Κ2ΗΡ040.8 ；KH2PO41.36 ；ρΗ7.2。IX IO5Pa 灭菌 30min。3、发酵罐的补料分批发酵工艺 取150mL种子液接种于灭菌的2.85L M3G培养基中(5L发酵罐)，温度为30° C，转速为300r/min，通气为lvvm，当发酵过程出现泡沫时，在线添加消泡剂自动消泡。发酵罐接种种子液后，当培养体系中的发酵培养基pH下降至约为3.9时，此时施以质量分数10%氨水在线控制培养体系的pH维持在3.9的水平至发酵终点，即一阶段pH控制；并在PH降至3.9时始持续流加灭菌的酵母粉溶液(200g/L)(按每小时每升发酵培养基中补加0.042g酵母粉的量添加)至发酵结束，以提高细胞生长和活性。发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增强细胞生长及生物过程效率的ε?聚赖氨酸补料分批发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：ε?聚赖氨酸产生菌用其发酵培养基对其进行发酵培养，当培养体系的pH值下降至3.6~4.1之间时，按照每小时每升发酵培养基中补加0.025g~0.5g酵母粉或其他有机氮源至培养体系中直至发酵结束，同时自pH降至3.6~4.1之间开始，用氨水控制培养体系的pH维持在3.6~4.1之间直至发酵结束，并补加灭过菌的含葡萄糖和硫酸铵的补料培养基，维持培养体系的葡萄糖为5~30g/L直至发酵结束。
【技术特征摘要】
1.一种增强细胞生长及生物过程效率的ε-聚赖氨酸补料分批发酵方法，其特征在于，包括以下步骤:ε -聚赖氨酸产生菌用其发酵培养基对其进行发酵培养，当培养体系的PH值下降至3.6^4.1之间时，按照每小时每升发酵培养基中补加0.025g^0.5g酵母粉或其他有机氮源至培养体系中直至发酵结束，同时自PH降至3.6^4.1之间开始，用氨水控制培养体系的PH维持在3.6^4.1之间直至发酵结束，并补加灭过菌的含葡萄糖和硫酸铵的补料培养基，维持培养体系的葡萄糖为5 30g/L直至发酵结束。2.根据权利要求1所述的增强细胞生长及生物过程效率的ε-聚赖氨酸补料分批发酵方法，其特征在于，所述的补料培养基每升含有800g葡萄糖和IOOg硫酸铵，余量为水。3.根据权利要求1或2所述的增强细胞生长及生物过程效率的ε-聚赖氨酸补料分批发酵方法，其特征在于，所述的当培养体系的PH值下降的pH值为3.9，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴清平，刘盛荣，莫树平，柏建玲，王惠惠，丘明泉，张菊梅，
申请(专利权)人：广东省微生物研究所，
类型：发明
国别省市：
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