本发明专利技术公开了一种调节pH提升重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺。所述工艺首先将毕赤酵母菌种液接种到灭菌的发酵培养基中，初始生长阶段控制pH为5.2～5.4，发酵培养14～18小时后，调节pH至4.8～5.0，开始补加甲醇进行诱导表达。本发明专利技术在发酵过程中，选取在甲醇诱导表达阶段降低pH值，控制菌种生长，同时提高了重组人源胶原蛋白的生物合成速率，能够进一步提高重组人源胶原蛋白的生物合成速率，发酵时间缩短，同时重组人源胶原蛋白的表达量增加，发酵水平提高了20％以上，节约了生产成本，特别适用于重组人源胶原蛋白的工业化大规模生产，能够为产业化生产带来巨大的实际应用价值。
Fermentation process to enhance the production level of recombinant human collagen by regulating pH
The invention discloses a fermentation process that regulates pH to improve the production level of recombinant human collagen. This process first inoculates the yeast extract of Pichia pastoris into the sterilized fermentation medium. The initial growth stage is controlled by 5.2 ~ 5.4 of pH. After 14~18 hours fermentation, pH to 4.8 ~ 5 is regulated and methanol is induced to be induced to express. During the fermentation process, the pH value was reduced in the methanol induction stage, the growth of the strain was controlled and the biosynthesis rate of the recombinant human collagen was increased. The biosynthesis rate of the recombinant human collagen protein could be further improved, the fermentation time was shortened, and the expression of the recombinant human collagen was increased. The fermentation level is increased by more than 20%, and the production cost is saved. It is especially suitable for large-scale production of recombinant human collagen, which can bring great practical application value for industrial production.
【技术实现步骤摘要】
调节pH提升重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺
本专利技术属于生物发酵
，涉及一种调节pH提升重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺。
技术介绍
胶原蛋白是动物体内一类重要的蛋白质，广泛分布于皮肤、软骨、血管等组织，参与细胞的迁移、分化和繁殖，对维护细胞、组织、器官的正常生理功能起着重要的作用，在食品、饲料、美容、化妆品、医药等领域应用普遍。目前，胶原蛋白原料主要通过酸、碱、加热等物理化学方法处理如猪、牛等动物皮肤、骨骼等组织后分离纯化获得。但是，上述方法得到的胶原蛋白成分复杂，水溶性差，并且由于来自动物组织，存在病毒隐患，限制了胶原蛋白在医药方面的应用。随着DNA重组技术的迅速发展，各种宿主细胞被选为基因工程菌用于表达胶原蛋白。与传统工艺相比，胶原蛋白的基因工程菌发酵工艺具有生产原料易得、环保、产品质量稳定等优点，但是也存在着发酵周期较长，生产效率较低等问题。中国专利201010602214.8公开了一种毕赤酵母表达重组类人胶原蛋白的生产方法，采用巴斯德毕赤酵母PichiapastorisC13为菌种，重组胶原蛋白表达量为5g/L，发酵周期99小时，发酵水平为0.051g/L·h，发酵周期虽短，但蛋白表达量和发酵水平过低。中国专利201110327865.5构建了一种重组人源胶原蛋白的巴氏毕赤酵母基因工程菌，基因工程菌经发酵培养得到重组人源胶原蛋白，发酵周期为136小时，蛋白表达量为16g/L，发酵水平为0.118g/L·h，蛋白表达量虽有提高，但是发酵周期过长，发酵水平较低。因此，进一步地缩短发酵时间，提高蛋白表达量，进而提高发酵水平，有利于胶原蛋白的工业化大规模生产，能够为产业化生产带来实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种调节pH提升重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺。该工艺通过在初始生长阶段控制pH为5.2-5.4，在甲醇诱导阶段，降低发酵液pH至4.8-5.0，调节毕赤酵母菌的生长代谢速度，缩短了发酵周期，提高了重组人源胶原蛋白的表达量，进一步提升了重组人源胶原蛋白的生产水平。本专利技术的技术方案如下：调节pH提升重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺，包括以下步骤：将毕赤酵母菌种液接种到灭菌的发酵培养基中，初始pH为5.2～5.4，发酵培养14～18小时后，调节pH至4.8～5.0，开始补加甲醇进行诱导表达。本专利技术所述的毕赤酵母为巴斯德毕赤酵母Pichiapastoris，已于2011年6月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.5021，并在中国专利201110327865.5中充分公开。本专利技术所述的毕赤酵母发酵培养基采用现有配方，可以是：85％H3PO46.6～26.7mL/L，CaSO4·2H2O0.3～1.175g/L，K2SO44.5～18.2g/L，MgSO4·7H2O3.7～14.9g/L，KOH1.0～4.13g/L，甘油10.0～40.0g/L，PTM1溶液0.435～4.35mL/L。本专利技术的发酵工艺中，毕赤酵母菌种液的接种量为8～12％，发酵温度为28～30℃，溶氧不低于20％，甲醇诱导时间为90～120小时。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术在发酵过程中，通过在甲醇诱导表达阶段降低pH，可以控制菌体生长，提高了重组人源胶原蛋白的生物合成速率，发酵时间缩短的同时重组人源胶原蛋白的表达量增加，表达量高达18.9g/L，发酵水平提高了20％以上，节约了生产成本，特别适用于重组人源胶原蛋白的工业化大规模生产，能够为产业化生产带来巨大的实际应用价值。具体实施方式在本专利技术的具体实施例中，采用的菌株为表达重组人源胶原蛋白的毕赤酵母，为巴斯德毕赤酵母Pichiapastoris，保藏编号为CGMCCNO.5021，保藏日期为2011年6月29日，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。下面结合实施例对本专利技术作进一步详述。实施例1发酵培养基：85％H3PO426.7mL/L；CaSO4·2H2O1.175g/L；K2SO418.2g/L；MgSO4·7H2O14.9g/L；KOH4.13g/L；甘油40.0g/L；PTM14.35mL/L。将种子液按照10％的接种量加到含有500L发酵培养基的1000L发酵罐中，初始搅拌转速200rpm、罐压0.05MPa，调节空气流量和转速使溶氧(DO)＞30％，初始阶段控制pH为5.2。当碳源耗尽后，溶氧陡然上升，开始流加50％甘油，补充碳源，至菌体湿重为214g/L，停止补加甘油，此时发酵培养时间为18小时。甘油耗尽后，控制pH为5.0，开始流加甲醇，进入甲醇诱导培养阶段。调节转速、空气流量和流加甲醇速度使溶氧(DO)＞20％，诱导发酵90h后，结束发酵，收集发酵液，离心获得发酵液上清，经HPLC检测，最终重组人源胶原蛋白浓度为17.5g/L，发酵周期115小时，发酵生产水平为0.152g/L·h，与对比例1相比提高23.6％。实施例2发酵培养基：85％H3PO426.7mL/L；CaSO4·2H2O1.175g/L；K2SO418.2g/L；MgSO4·7H2O14.9g/L；KOH4.13g/L；甘油40.0g/L；PTM14.35mL/L。将种子液按照10％的接种量加到含有500L发酵培养基的1000L发酵罐中，初始搅拌转速200rpm、罐压0.05MPa，调节空气流量和转速使溶氧(DO)＞30％，初始阶段控制pH为5.2。当碳源耗尽后，溶氧陡然上升，开始流加50％甘油，补充碳源，至菌体湿重为214g/L，停止补加甘油，此时发酵培养时间为18小时。甘油耗尽后，控制pH为4.8，开始流加甲醇，进入甲醇诱导培养阶段。调节转速、空气流量和流加甲醇速度使溶氧(DO)＞20％，诱导发酵90h后，结束发酵，收集发酵液，离心获得发酵液上清，经HPLC检测，最终重组人源胶原蛋白浓度为17.8g/L，发酵周期114小时，发酵生产水平为0.156g/L·h，与对比例1相比提高26.8％。实施例3发酵培养基：85％H3PO426.7mL/L；CaSO4·2H2O1.175g/L；K2SO418.2g/L；MgSO4·7H2O14.9g/L；KOH4.13g/L；甘油40.0g/L；PTM14.35mL/L。将种子液按照10％的接种量加到含有500L发酵培养基的1000L发酵罐中，初始搅拌转速200rpm、罐压0.05MPa，调节空气流量和转速使溶氧(DO)＞30％，初始阶段控制pH为5.3。当碳源耗尽后，溶氧陡然上升，开始流加50％甘油，补充碳源，至菌体湿重为214g/L，停止补加甘油，此时发酵培养时间为18小时。甘油耗尽后，控制pH为4.8，开始流加甲醇，进入甲醇诱导培养阶段。调节转速、空气流量和流加甲醇速度使溶氧(DO)＞20％，诱导发酵90h后，结束发酵，收集发酵液，离心获得发酵液上清，经HPLC检测，最终重组人源胶原蛋白浓度为18.3g/L，发酵周期112小时，发酵生产水平为0.164g/L·h，与对比例1相比提高33.3％。实施例4发酵培养基：85％H3PO426.7mL/L；CaSO4·2H2O1.175g/L；K2SO418.2g/L；MgSO4·7H2O14.9g本文档来自技高网...
【技术保护点】
调节pH提升重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺，其特征在于，包括以下步骤：将毕赤酵母菌种液接种到灭菌的发酵培养基中，初始pH为5.2～5.4，发酵培养14～18小时后，调节pH至4.8～5.0，开始补加甲醇进行诱导表达。
【技术特征摘要】
1.调节pH提升重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺，其特征在于，包括以下步骤：将毕赤酵母菌种液接种到灭菌的发酵培养基中，初始pH为5.2～5.4，发酵培养14～18小时后，调节pH至4.8～5.0，开始补加甲醇进行诱导表达。2.根据权利要求1所述的发酵工艺，其特征在于，所述的毕赤酵母为巴斯德毕赤酵母Pichiapastoris，保藏编号为CGMCCNo.5021。3.根据权利要求1所述的发酵工艺，其特征在于，所述的毕赤酵母发酵培养基的配...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜尔凤，黄建民，季乐，赵健烽，冯丽萍，陶海，
申请(专利权)人：江苏江山聚源生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。