谷氨酸棒状杆菌、高谷氨酸产量的温度敏感型菌株及其获得方法、应用以及谷氨酸发酵方法技术

本发明专利技术涉及生物发酵领域，公开了一株谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)，该谷氨酸棒状杆菌的保藏号为CGMCC No.18784；本发明专利技术还公开了一种高谷氨酸产量的温度敏感型菌株的获得方法以及所述的方法得到的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株；另外还公开了如上所述的谷氨酸棒状杆菌或如上所述高谷氨酸产量的温度敏感型菌株在生产谷氨酸中的应用以及一种谷氨酸发酵方法。采用本发明专利技术所述的方法，获得了高谷氨酸产量的温度敏感型菌株，采用该谷氨酸发酵方法，操作简单、生产成本低、效率高，十分适于工业化生产。十分适于工业化生产。十分适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
谷氨酸棒状杆菌、高谷氨酸产量的温度敏感型菌株及其获得方法、应用以及谷氨酸发酵方法


[0001]本专利技术涉及生物发酵领域，具体公开了一株谷氨酸棒状杆菌 (Corynebacterium glutamicum)、一种高谷氨酸产量的温度敏感型菌株的获得方法以及所述的方法得到的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株、如上所述的谷氨酸棒状杆菌或如上所述高谷氨酸产量的温度敏感型菌株在生产谷氨酸中的应用以及一种谷氨酸发酵方法。

技术介绍

[0002]谷氨酸是构成蛋白质的20种常见α氨基酸之一，在生物机体内具有重要意义。谷氨酸不仅是人类第一个应用的氨基酸，也是目前世界上应用最广、销量最大的一种氨基酸。优良高产的谷氨酸生产菌选育工作中一直是氨基酸发酵工业中重要的研究课题。谷氨酸生产菌株具有较大的自然变异能力，通常负变异频率高于正变异频率。从自然界中分离得到的野生型菌株在使用过程中，菌种的衰老和菌株活力减退明显，不能满足目前发酵生产发展的要求。
[0003]另外，在谷氨酸生产过程中，往往通过控制培养基中生物素的浓度，使菌种在发酵过程的特定阶段由生长菌型细胞转型为产酸型细胞。但由于生物素用量浓度的控制往往是随着菌种的特性、发酵工艺要求、增殖成产酸型细胞湿菌体量、碳源和氮源的种类、浓度以及供氧条件的不同而异，导致该工艺对生物素浓度非常敏感，原料和工艺过程难以控制。
[0004]而且，发酵培养基中的糖浓度对谷氨酸发酵有很大影响，在一定范围内谷氨酸产量随糖浓度增加而增加，但是糖浓度过高，由于渗透压增大，影响菌体生长，使发酵周期延长，产酸不易稳定。
[0005]因此，通过选育优良生产菌种、改良谷氨酸发酵工艺，改变谷氨酸生产行业普遍存在着产酸率水平低、糖酸转化率低、成本高、能耗高等问题，是目前谷氨酸发酵工业上的主要研究课题之一。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的谷氨酸生产行业普遍存在着产谷氨酸率水平低、糖酸转化率低、成本高、能耗高等问题，提供一株谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)、一种高谷氨酸产量的温度敏感型菌株的获得方法以及所述的方法得到的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株、如上所述的谷氨酸棒状杆菌或如上所述高谷氨酸产量的温度敏感型菌株在生产谷氨酸中的应用以及一种谷氨酸发酵方法，该谷氨酸棒状杆菌以及采用本专利技术所述的方法获得的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株结合谷氨酸发酵方法生产谷氨酸时，具有谷氨酸产量高、产酸率水平高、糖酸转化率高的优点，从而降低生产成本和能耗。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一株谷氨酸棒状杆菌 (Corynebacterium glutamicum)，该谷氨酸棒状杆菌的保藏号为CGMCCNo.18784，所述谷
氨酸棒状杆菌为高谷氨酸产量的温度敏感型菌株。
[0008]本专利技术第二方面提供一种高谷氨酸产量的温度敏感型菌株的获得方法，该方法包括：
[0009](1)在不同温度条件下分别对待筛菌株进行培养，选择在30-32℃下能够生长，同时在38-40℃下无法生长的菌株作为一筛系列菌株；
[0010](2)使用包含谷氨酰胺和生物素的筛选培养基培养所述一筛系列菌株，选择能够在所述筛选培养基上进行生长的菌株作为二筛系列菌株；
[0011](3)将所述二筛系列菌株与溶菌酶接触，筛选能够被溶菌酶裂解的菌株作为三筛系列菌株；
[0012](4)通过茚三酮特异性显色反应对所述三筛系列菌株进行优势菌株的筛选，根据OD
569nm
值筛选出高谷氨酸产量的温度敏感型系列菌株；
[0013]优选地，在使用筛选培养基对待筛菌株进行筛选前，该方法还包括对待筛菌株进行诱变处理；
[0014]优选地，该方法还包括对得到的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株进行遗传稳定性验证，得到遗传稳定的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株。
[0015]本专利技术第三方面提供了如上所述的方法得到的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株。
[0016]本专利技术第四方面提供了如上所述的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株或如上所述的谷氨酸棒状杆菌在生产谷氨酸中的应用。
[0017]本专利技术第五方面提供了一种谷氨酸发酵的方法，该方法包括：在产谷氨酸的条件下，将谷氨酸发酵菌种接种至发酵培养基中进行培养，得到谷氨酸；
[0018]其中，所述谷氨酸发酵菌种如上所述的谷氨酸棒状杆菌 (Corynebacterium glutamicum)或如上所述的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株。
[0019]优选地，所述发酵培养基包含玉米淀粉水解糖、玉米浆、糖蜜、甜菜碱、豆粕水解液、H3PO4、MgSO4·
7H2O、MnSO4·
7H2O、FeSO4·
7H2O、KCl、苏氨酸和丁二酸。
[0020]优选地，相对于1L所述发酵培养基，玉米淀粉水解糖的含量为165-205g，玉米浆的含量为15-30g，糖蜜的含量为10-18g，甜菜碱的含量为0.5-1.5g，豆粕水解液的含量为5-10g，H3PO4的含量为3-8g，MgSO4·
7H2O的含量为 1.25-1.75g，MnSO4·
7H2O的含量为0.064-0.084g，FeSO4·
7H2O的含量为 0.055-0.085g，KCl的含量为3-6g，苏氨酸的含量为0.08-0.15g，丁二酸的含量为0.8-1.2g。
[0021]优选地，该方法还包括：在发酵过程中，发酵液的残糖质量浓度低于1.5 重量％时，流加玉米淀粉水解糖和糖蜜。
[0022]本专利技术的技术方案建立了高效的高产谷氨酸菌株的筛选方法。利用茚三酮与氨基酸的显色反应，可初步比较发酵液中游离氨基酸含量，然后结合多功能酶标仪可望实现多孔板的高通量筛选。
[0023]在本专利技术优选的情况下，通过诱变(更优选为ARTP)处理待筛菌株，然后通过使用谷氨酰胺和生物素培养基进行筛选，然后筛选对温度和溶菌酶敏感的菌株，进一步通过茚三酮特异性反应筛选氨基酸产量高的菌株，最后确定遗传稳定的菌株，所述筛选方法提高了优良菌株筛选成功的概率，为产谷氨酸菌株的选育提供了高效的筛选方法。
[0024]本专利技术提供的谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)CGMCCNo.18784
为高谷氨酸产量的温度敏感型菌株，具有谷氨酸产量高、糖酸转化率高的优点。
[0025]本专利技术优选的实施方式中，通过复配糖蜜(10-18g/L)的发酵培养基，结合高浓度的玉米淀粉酶解液和糖蜜(富含果糖、生物素的混合碳源)流加发酵工艺，有效强化了菌株产酸阶段的代谢流分配，解决了初始糖浓度(如 150g/L以上)的高浓度底物抑制问题，进一步使菌株产谷氨酸浓度从124g/L 提高到210g/L。整个发酵过程操作简便，生产成本较低，十分适合于工业化生产。
[0026]生物保藏
[0027]本专利技术的菌株为谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glu本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)，其特征在于，该谷氨酸棒状杆菌的保藏号为CGMCC No.18784，所述谷氨酸棒状杆菌为高谷氨酸产量的温度敏感型菌株。2.一种高谷氨酸产量的温度敏感型菌株的获得方法，其特征在于，该方法包括：(1)在不同温度条件下分别对待筛菌株进行培养，选择在30-32℃下能够生长，同时在38-40℃下无法生长的菌株作为一筛系列菌株；(2)使用包含谷氨酰胺和生物素的筛选培养基培养所述一筛系列菌株，选择能够在所述筛选培养基上进行生长的菌株作为二筛系列菌株；(3)将所述二筛系列菌株与溶菌酶接触，筛选能够被溶菌酶裂解的菌株作为三筛系列菌株；(4)通过茚三酮特异性显色反应对所述三筛系列菌株进行优势菌株的筛选，根据OD
569 nm
值筛选出高谷氨酸产量的温度敏感型系列菌株；优选地，在使用筛选培养基对待筛菌株进行筛选前，该方法还包括对待筛菌株进行诱变处理；优选地，该方法还包括对得到的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株进行遗传稳定性验证，得到遗传稳定的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株。3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(3)中，筛选能够被溶菌酶裂解的菌株的方法包括：在不含溶菌酶的培养基中接种所述二筛系列菌株，并培养3-5h，然后加入溶菌酶继续培养，测定培养过程中培养液的OD值，选择OD值低于对照组的OD值的菌株作为三筛系列菌株；其中，所述对照组为在完全不含溶菌酶的培养基中对所述二筛系列菌株进行培养的培养液；优选地，所述溶菌酶的添加量使得培养液中溶菌酶的含量为100-300μg/L。4.权利要求2或3述的方法得到的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株。5.权利要求1所述的谷氨酸棒状杆菌或权利要求4所述的高谷氨酸产量的温度敏感型菌株在生产谷氨酸中的应用。6.一种发酵制备谷氨酸的方法，其特征在于，该方法包括：在产谷氨酸的条件下，将谷氨酸发酵菌种接种至发酵培养基中进行培养，得到谷氨酸；其中，所述谷氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟毅，赵国淼，王小艳，潘喜春，崔兆宁，李义，杨娟，陈博，彭超，周勇，王晓健，卢宗梅，李辉，
申请(专利权)人：中粮营养健康研究院有限公司中粮生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：