一种培养基及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种培养，还涉及其制备方法以及用途。一种培养基，包括以下组份：碳源；氮源；pH缓冲剂；所述pH缓冲剂是磷酸一氢盐和磷酸二氢盐，所述磷酸一氢盐和磷酸二氢盐的摩尔比例为99:1‑30:70，优选为93.2:6.8‑35.2:64.8；在所述培养基中，pH缓冲剂的磷酸根的总浓度为0.01M‑0.3M，优选为0.75M‑0.125M；所述培养基的初始pH值为6‑9，优选7‑8。该培养基的制备方法较为常规。该培养基的用途，是用作摇瓶发酵培养表达L‑赖氨酸脱羧酶的细菌的培养基。本发明专利技术的培养基，成本低廉，制备方法简单，在本发明专利技术的培养基中培养的蜂房哈夫尼菌，其细胞OD显著提升，所产的L‑赖氨酸脱羧酶产量也显著提高，发酵液对于相同浓度的L‑赖氨酸的转化率也显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种培养基及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种培养基，又涉及该培养基的制备方法，还涉及该培养基的用途。
技术介绍
L-赖氨酸脱羧酶是一种可以催化L-赖氨酸脱羧反应并生成二氧化碳和1,5-戊二胺的生物酶。其产物之一的1,5-戊二胺是一个比较常见的二胺化合物。因1,5-戊二胺可以与二元酸聚合生成新型的聚酰胺而备受关注。通过生物法将葡萄糖或L-赖氨酸催化生成1,5-戊二胺，进而制备聚酰胺5.6等，替代依赖于石油来源的尼龙6.6，是一项绿色的化学革命，具有较好的前景。L-赖氨酸脱羧酶主要存在于谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)、大肠杆菌(E.coli)、尸杆菌(Bacteriumcadaveris)、蜂房哈夫尼菌(H.alvei)等细菌，也存在于黄瓜等高等植物(Sabo,D.L.,E.A.Boeker,B.Byers,H.WaronandE.H.Fischer(1974)."PurificationandphysicalpropertiesofinducibleEscherichiacolilysinedecarboxylase."Biochemistry13(4):662-670；Fecker,L.F.,H.BeierandJ.Berlin(1986)."CloningandCharacterizationofaLysineDecarboxylaseGenefromHafnia-Alvei."Molecular&GeneralGenetics203(1):177-184)。为了能够高效地表达L-赖氨酸脱羧酶，通常利用大肠杆菌或蜂房哈夫尼菌进行发酵表达，或者将表达L-赖氨酸的重组质粒转化到大肠杆菌或蜂房哈夫尼菌中进行发酵表达。摇瓶发酵培养是一种简便、实用的培养方法，也因此很快便被发展成为微生物培养中极重要的技术，其可以广泛用于工业微生物菌种筛选、实验室大规模发酵试验、种子培养等。目前有多种摇瓶培养基用于蜂房哈夫尼菌培养并生产L-赖氨酸脱羧酶，如葡萄糖2％、酵母膏2％、玉米浆4％、MgSO40.03％、KH2PO40.01％、NaCl0.5％、L-赖氨酸0.5％、维生素B60.1％(朱婧，杜连祥，路福平，张菊(2008).蜂房哈夫尼菌产L-赖氨酸脱羧酶培养基优化.2008年全国酶制剂研究开发应用技术研讨会论文集.天津:135-138.)，又如：蔗糖2％、玉米浆2％、酵母膏0.5％、牛肉膏0.3％、蛋白胨1％、NaC10.5％、硫酸铵0.2％、维生素B60.5％、L-赖氨酸0.1％，2-(N-吗啉代)乙磺酸2.13％，pH＝7.0(朱婧，杜连祥，路福平，樊欣迎，武薇(2009).“诱导蜂房哈夫尼菌产L-赖氨酸脱羧酶条件的研究”工业微生物(3):1-5)，又如蛋白胨1％、牛肉浸膏0.3％、氯化钠0.5％(蒋丽丽，吴晓燕，刘毅，刘茜，焦庆才(2006)."赖氨酸脱羧酶发酵工艺及酶学性质."精细化工23(11):1060-1063,1067.)。这三个培养基配方中，第一个较为廉价，后两个成本比第一个较高。为了控制发酵成本，一般选用第一个培养基作为蜂房哈夫尼菌L-赖氨酸脱羧酶生产的发酵液。在发酵罐中使用这个培养基发酵时，可以通过严格控制发酵过程中的参数如供氧、pH、搅拌速率、培养温度等使发酵过程得以持续进行，并保证最终的发酵液中得到较高的细胞密度、较高的L-赖氨酸脱羧酶产出、较高的单位发酵液对L-赖氨酸的转化率以及较高的碳源、氮源利用率；但是因为摇瓶培养过程中无法控制供氧、pH等问题，这些培养基在摇瓶发酵过程中仅能维持较短的发酵时间，导致L-赖氨酸脱羧酶产量并不高，发酵液对L-赖氨酸的转化能力弱，发酵液中的葡萄糖残余量较大，这对成本与产出都是损失。因此需要对培养基进行改进使得其在发酵中得到最优化。
技术实现思路
本专利技术的第一方面目的在于提供一种培养基，使利用该培养基发酵培养蜂房哈夫尼菌生产的L-赖氨酸脱羧酶形成的发酵液对赖氨酸转化率提高，以解决现有培养过程中不控制pH值则转化率低的技术问题。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题，实现本专利技术的目的。一种培养基，包括以下组份：碳源；氮源；pH缓冲剂；所述pH缓冲剂包括磷酸一氢盐和磷酸二氢盐，所述磷酸一氢盐和磷酸二氢盐的摩尔比例为99:1-30:70，优选为93.2:6.8-35.2:64.8；在所述培养基中，pH缓冲剂的磷酸根的总浓度为0.01M-0.3M，优选为0.05M-0.2M，更优选为0.075M-0.125M；所述培养基的初始pH值为6-9，优选为6.5-8，更优选为7-8。优选地，所述碳源的含量为5g/L-20g/L；进一步，所述碳源包括下列任一种碳源：葡萄糖，蔗糖，糖蜜，葡萄糖和蔗糖的混合物，葡萄糖和糖蜜的混合物，蔗糖和糖蜜的混合物，葡萄糖、蔗糖和糖蜜的混合物。优选地，所述氮源的含量为：10.1g/L-49g/L；进一步，所述氮源包括下列任一种氮源：玉米浆；酵母膏；玉米浆和酵母膏的混合物。优选地，所述磷酸一氢盐可以是磷酸氢二钾和/或磷酸氢二钠，所述磷酸二氢盐可以是磷酸二氢钾和/或磷酸二氢钠。更优选的，所述pH缓冲剂是磷酸氢二钠和磷酸二氢钠。优选地，所述培养基还包括含微量元素的无机盐。所述含微量元素的无机盐的含量为：1.1g/L-5.5g/L；进一步，所述含微量元素的无机盐包括：可溶性镁盐、钾盐和钠盐中的一种或两种以上；又进一步，所述含微量元素的无机盐包括可溶性镁盐和钠盐；更进一步，所述镁盐的含量为0.1g/L-0.5g/L，所述钠盐的含量为1g/L-5g/L。进一步，本专利技术提供了一种成本低廉的培养基，所述的一种培养基，包括以下组份及浓度：为99:1-30:70，优选为93.2:6.8-35.2:64.8，更优选为68.5：31.5；在所述培养基中，磷酸一氢盐和磷酸二氢盐的磷酸根的总浓度为0.01M-0.3M，优选为0.05M-0.2M，更优选为0.075-0.125M，又更优选为0.1M；所述培养基的初始pH值为6-9，优选为6.5-8，更优选为7-8。本专利技术的第二方面目的在于提出上述培养基的制备方法。一种培养基的制备方法，所述培养基如上文任一项技术方案所述，包括以下步骤：1)将所述氮源、所述含微量元素的无机盐溶解在去离子水中；2)加入所述pH缓冲剂；3)加入所述碳源的去离子水溶液；4)灭菌。本专利技术的第三方面目的在于提出上述培养基的用途。一种培养基的用途，所述培养基如上文任一项技术方案所述，所述培养基的用途是用作发酵培养表达L-赖氨酸脱羧酶的细菌的培养基。进一步，所述表达L-赖氨酸脱羧酶的细菌包括野生型或重组的大肠杆菌(E.coli)、枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、天蓝色链霉菌(S.coelicolor)、蜂房哈夫尼菌(H.alvei)、谷氨酸棒状杆菌(C.glutamicum)或产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)。本专利技术的培养基，成本低廉，制备方法简单；本专利技术的培养基在使用过程中，无需调pH值，能简化发酵工艺；在本专利技术的培养基中培养的蜂房哈夫尼菌，其细胞OD显著提升，所产的L-赖氨酸脱羧酶产量也显著提高，发酵液对于相同浓度的赖氨酸的转化率也显著提高。附图说明图1是对比例4相同初始pH值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种培养基，包括以下组份：碳源；氮源；pH缓冲剂；其特征在于：所述pH缓冲剂包括磷酸一氢盐和磷酸二氢盐，所述磷酸一氢盐和磷酸二氢盐的摩尔比例为99:1‑30:70，优选为93.2:6.8‑35.2:64.8；在所述培养基中，pH缓冲剂的磷酸根的总浓度为0.01M‑0.3M，优选为0.05M‑0.2M，更优选为0.075M‑0.125M；所述培养基的初始pH值为6‑9，优选为6.5‑8，更优选为7‑8。

【技术特征摘要】
1.一种培养基，包括以下组份：碳源；氮源；pH缓冲剂；其特征在于：所述pH缓冲剂包括磷酸一氢盐和磷酸二氢盐，所述磷酸一氢盐和磷酸二氢盐的摩尔比例为99:1-30:70，优选为93.2:6.8-35.2:64.8；在所述培养基中，pH缓冲剂的磷酸根的总浓度为0.01M-0.3M，优选为0.05M-0.2M，更优选为0.075M-0.125M；所述培养基的初始pH值为6-9，优选为6.5-8，更优选为7-8。2.如权利要求1所述的培养基，其特征在于：所述碳源的含量为5g/L-20g/L；进一步，所述碳源包括下列任一种碳源：葡萄糖，蔗糖，糖蜜，葡萄糖和蔗糖的混合物，葡萄糖和糖蜜的混合物，蔗糖和糖蜜的混合物，葡萄糖、蔗糖和糖蜜的混合物。3.如权利要求1-2任一项所述的培养基，其特征在于：所述氮源的含量为：10.1g/L-49g/L；进一步，所述氮源包括下列任一种氮源：玉米浆；酵母膏；玉米浆和酵母膏的混合物。4.如权利要求1-3任一项所述的培养基，其特征在于，所述pH缓冲剂是磷酸氢二钠和磷酸二氢钠。5.如权利要求1-4任一项所述的培养基，其特征在于：所述培养基还包括含微量元素的无机盐；所述含微量元素的无机盐的含量为：1.1g/L-5.5g/L；进一步，所述含微量元素的无机盐包括可溶性镁盐、钾盐和钠盐中的一种或两种以上；又进一步，所述含微量元素的无机盐包括可溶性镁盐和钠盐；更进一步，所述可溶性镁盐的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆文强，周豪宏，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术研发中心有限公司，凯赛生物产业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31