一种发酵生产腺苷的方法技术

本发明专利技术属于微生物发酵技术领域，公开了一种发酵生产腺苷的方法，其包括如下步骤：以产腺苷的枯草芽孢杆菌为发酵菌株，以5‑15%的接种量将枯草芽孢杆菌种子液接入到装有发酵培养基的发酵罐中，培养温度32‑33℃，溶氧量为15‑25%，通过自动流加氨水控制pH，0‑24h，控制pH在6.8，24h至结束，控制pH为6.5；流加蔗糖溶液控制发酵液中残糖含量不低于1g/L；发酵总时间为48‑60h，得到腺苷发酵液；所述发酵培养基中包括氧载体。本发明专利技术根据腺苷的生物代谢调控途径对发酵工艺的改进，提高腺苷的发酵效率，以进一步提高腺苷的产量。

A method of adenosine production by fermentation

【技术实现步骤摘要】
一种发酵生产腺苷的方法
本专利技术属于微生物发酵领域，具体涉及一种发酵生产腺苷的方法。
技术介绍
腺苷，又称“腺嘌呤核苷”。腺苷是一种杂环分子，分子量为267.25，由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团连接而成，水解时释放出能量较多，是生物体内最直接的能量来源。人体肌肉中储藏多种能源物质，其中腺苷是主要成分，是人体循环系统疾病的药物。因为腺苷有促进冠状血管扩张及心肌代谢的机能，扩张血管，增加冠状血管血量的药理作用，因此可以用于冠状血管障、狭心症、动脉硬化症及高血压症等疾病的治疗。此外，腺苷及其衍生物可以作为抑制血液凝固药物使用，用腺苷来保藏血液效果很好。同时也可以用于食品、保健品添加剂，有很好的市场前景。目前，现有技术用于生产腺苷的方法由酶法、化学法以及发酵法。酶法和化学法成本较高，发酵法具备成本低、副产物小，对环境更加友好。在工业上，主要以糖质原料发酵来进行腺苷的生产。文献1“有机氮源对腺苷发酵的影响，发酵科技通讯2014年”，主要研究了玉米浆、豆饼水解液和酵母粉等有机氮源对腺苷发酵产苷的影响,在5L发酵罐上通过添加不同浓度的有机氮源，考察枯草杆菌XGL在不同条件下的菌体生长与产苷情况，通过实验优化，获得最佳的有机氮源为玉米浆20mL/L、豆饼水解液30mL／L、酵母粉16g／L，在此条件下发酵50h，比初始发酵条件提高65.1％。文献2“响应面设计法优化腺苷发酵培养基，华东理工大学学报2005年”对发酵培养基进行了优化，包括酵母粉、玉米浆、硫酸铵以及硫酸镁等组分，较优化之前提高了28.6%。文献3“腺苷发酵液中有机酸的代谢规律，华东理工大学学报2004年”通过增强TCA循环的手段来提高目的产物，采用了蔗糖+谷氨酸培养基来发酵产腺苷，提高腺苷产量，延长了发酵时间。但是，腺苷发酵产量仍有较大的提升空间。
技术实现思路
为了进一步提高发酵产腺苷的效率，本专利技术提供了一种发酵生产腺苷的方法。本专利技术是通过如下技术方案来实现的。一种发酵生产腺苷的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：以产腺苷的枯草芽孢杆菌为发酵菌株，以5-15%的接种量将枯草芽孢杆菌种子液接入到装有发酵培养基的发酵罐中，培养温度32-33℃，溶氧量为15-25%，通过自动流加氨水控制pH，0-24h，控制pH在6.8，24h至结束，控制pH为6.5；流加蔗糖溶液控制发酵液中残糖含量不低于1g/L；发酵总时间为48-60h，得到腺苷发酵液；所述发酵培养基中包括氧载体。进一步地，所述氧载体为豆油。进一步地，所述方法还包括如下步骤：发酵至24h时，往发酵液中添加10-15%体积份的促进剂，所述促进剂包含丙氨酸和琥珀酸。优选地，所述豆油在发酵培养基中的的添加量为5-20ml/L。优选地，所述促进剂包含丙氨酸1-3g/L和琥珀酸2-5g/L。更优选地，所述豆油在发酵培养基中的添加量为10-15ml/L。更优选地，所述促进剂的组分为：丙氨酸1-3g/L，琥珀酸2-5g/L。更优选地，所述促进剂的组分为：丙氨酸2g/L，琥珀酸4g/L。更优选地，所述发酵培养基的组分为：蔗糖70-90g/L，硫酸铵10-15g/L，酵母膏5-10g/L，谷氨酸钠3-8g/L，七水硫酸镁2-4g/L，磷酸二氢钾0.5-1.5g/L，一水硫酸锰50-2.。mg/L，七水硫酸亚铁30-100mg/L，豆油10-15ml/L，pH为6.8。最优选地，所述发酵培养基的组分为：蔗糖80g/L，硫酸铵12g/L，酵母膏8g/L，谷氨酸钠5g/L，七水硫酸镁3g/L，磷酸二氢钾1g/L，一水硫酸锰100mg/L，七水硫酸亚铁50mg/L，豆油10ml/L，pH为6.8。与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：本专利技术根据腺苷的生物代谢调控途径对发酵工艺的改进，提高腺苷的发酵效率，以进一步提高腺苷的产量。在枯草芽孢杆菌好氧发酵产腺苷过程中，从气相到液相的氧传递是影响枯草芽孢杆菌生长和腺苷生成的重要因素；氧气在培养基中的可溶性非常低，采用豆油作为在水相中不混溶的辅助液体氧载体，比水具有更高的氧气溶解性；而且豆油中含有大量的长链脂肪酸，还能够抑制丙酮酸激酶的活性，使得部分代谢流不能进入EMP途径，转而进入HMP途径，碳源代谢流的重新分配更有利于腺苷的快速合成；发酵中期，菌株以产腺苷为主，此时代谢流的分配对发酵效率格外重要，通过添加一定量的丙氨酸，能够抑制丙酮酸激酶的活性，避免丙酮酸在无氧条件下，通过糖酵解途径进一步乳酸和乙醇等副产物，减少了碳源代谢流的浪费；腺苷的合成需要HMP途径提供中间产物和TCA途径来提供能量，发酵中期添加一定浓度的琥珀酸，TCA途径有一定强化作用，以提供更多的能量供合成腺苷使用，从而进一步提高腺苷产量。附图说明图1：0h添加不同的氧载体对腺苷产量的影响；图2：24h添加不同的氧载体对腺苷产量的影响；图3：促进剂中丙氨酸的浓度对腺苷发酵产量的影响；图4：促进剂中琥珀酸的浓度对腺苷发酵产量的影响。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本专利技术进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。实施例1一种发酵生产腺苷的方法，具体操作步骤如下：发酵培养基的组分为：蔗糖80g/L，硫酸铵12g/L，酵母膏8g/L，谷氨酸钠5g/L，七水硫酸镁3g/L，磷酸二氢钾1g/L，一水硫酸锰100mg/L，七水硫酸亚铁50mg/L，豆油10ml/L，pH为6.8；以枯草芽孢杆菌ATCC21616为例，以10%的接种量将种子液（OD600值为8）接入到装有300L发酵培养基的500L发酵罐中，培养温度33℃，溶氧量为20%，通过自动流加氨水控制pH，0-24h，控制pH在6.8，24h至结束，控制pH为6.5；流加质量份数为50%的蔗糖溶液，控制发酵液中残糖含量不低于1g/L；总发酵时间为48h，得到腺苷发酵液。发酵至24h时，往发酵液中添加10%体积份的促进剂，所述促进剂组分为：丙氨酸2g/L，琥珀酸4/L。实施例2一种发酵生产腺苷的方法，具体操作步骤如下：发酵培养基的组分为：蔗糖80g/L，硫酸铵10g/L，酵母膏7g/L，谷氨酸钠5g/L，七水硫酸镁2g/L，磷酸二氢钾1g/L，一水硫酸锰120mg/L，七水硫酸亚铁40mg/L，豆油12ml/L，pH为6.8；以枯草芽孢杆菌ATCC21616为例，以10%的接种量将种子液（OD600值为8）接入到装有300L发酵培养基的500L发酵罐中，培养温度32.5℃，溶氧量为20%，通过自动流加氨水控制pH，0-24h，控制pH在6.8，24本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发酵生产腺苷的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n以产腺苷的枯草芽孢杆菌为发酵菌株，以5-15%的接种量将枯草芽孢杆菌种子液接入到装有发酵培养基的发酵罐中，培养温度32-33℃，溶氧量为15-25%，通过流加氨水控制pH：0-24h，控制pH在6.8，24h至结束，控制pH为6.5；流加蔗糖溶液控制发酵液中残糖含量不低于1g/L；发酵总时间为48-60h，得到腺苷发酵液；所述发酵培养基中包括氧载体。/n

【技术特征摘要】
20191210 CN 20191125456281.一种发酵生产腺苷的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
以产腺苷的枯草芽孢杆菌为发酵菌株，以5-15%的接种量将枯草芽孢杆菌种子液接入到装有发酵培养基的发酵罐中，培养温度32-33℃，溶氧量为15-25%，通过流加氨水控制pH：0-24h，控制pH在6.8，24h至结束，控制pH为6.5；流加蔗糖溶液控制发酵液中残糖含量不低于1g/L；发酵总时间为48-60h，得到腺苷发酵液；所述发酵培养基中包括氧载体。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧载体为豆油。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
发酵至24h时，往发酵液中添加10-15%体积份的促进剂，所述促进剂包含丙氨酸和琥珀酸。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述豆油在发酵培养基中的添加量为5-20ml/L。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述促进剂包含丙氨酸1-3g/L和琥珀...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯世红，包鑫，张宗华，杨晓芳，庄会华，李江雷，史静东，
申请(专利权)人：新疆阜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65