一种提高D-生物素产量的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种提高D

【技术实现步骤摘要】
一种提高D
‑
生物素产量的生产方法


[0001]本专利技术属于发酵工程
，具体地涉及一种生产D
‑
生物素的液体发酵方法的改进方法。

技术介绍

[0002]生物素(Biotin)属于水溶性B族维生素，亦称维生素B7、维生素H、辅酶 R(Coenzyme R,CoR)，是一种环状结构的物质，具有硫酚(Thiophene)的结构环，此种化学物质有八种同分异构体，但只有右旋生物素(D
‑
生物素)是存在于自然界的，也只有其有维生素的活性。它是动物、植物和微生物营养的必需维生素之一，是羧化和脱羧化反应的辅酶，是合成维生素C的必要物质，是脂肪和蛋白质正常代谢不可或缺的物质，其在维持人和动物正常生长发育、保护皮肤健康、毛发和骨骼健康等方面起到必不可少的作用。因此，在食品、医疗、多维制剂和饲料添加剂行业得以广泛应用。据统计，2010
‑
2018年期间，全球生物素需求量从150吨增长到230吨，年复合增长率为5.49％，其中国内需求增速显著大于国外需求增速。目前，全球市场每年需求量为250吨，并逐年增加。可见， D
‑
生物素具有非常广阔的应用潜力及商业市场前景。
[0003]生物素为无色、无臭、长针状结晶物，在普通温度下相当稳定，紫外光下逐渐被破坏，易溶于热水和乙醇中，在弱酸性或弱碱性溶液中较稳定，强酸或强碱中加热则破坏其生物活性。
[0004]当前，商业化的D
‑
生物素，大部分仍以化学合成法为主，且工艺主要以 Sternbach合成路线为基础，现行的工业化生产方法在此基础上进行改进。生物素分子结构复杂，具有三个手性中心，合成技术要求高，生产工艺属不对称合成，其合成路线长，对反应的要求高，生产难度极大，壁垒高，且从投料到出品需要一个月左右的时间。
[0005]经过检索，截至目前，公布的有关D
‑
生物素制备方法的主要专利有：
[0006]1.申请号为85103248的“制备杂环化合物新方法”专利技术专利，是霍夫曼
·
拉罗奇有限公司在中国申请的专利，该专利叙述了一种用于制备生物素合成过程中的中间体以及制备生物素本身的方法，在该方法中，通过格利雅反应将侧链连到环状体系上，使得到的化合物脱水，然后使脱水产物基本上还原。
[0007]2.申请号为87107807.4的“圆球杆菌的bioA,bioD,bioF,bioC,bioH基因的克隆，载体和转化细胞以及生物素的制备方法”专利技术专利，是特朗斯吉恩有限公司在中国申请的专利，该专利公开了涉及DNA(脱氧核糖核酸)顺序，它是下列的在细菌中的生物素的生物合成链的基因之一：bioA,bioD,bioF,bioC和bioH基因；包含这些顺序的载体能够转化其它的微生物，以便改进生物素的生产。
[0008]3.专利号为ZL 91103221.5的“新的微生物以及利用这些微生物生产生物素同效维生素的方法”的专利技术专利，是资生堂株式会社在中国申请的专利，该专利公开了一种属于埃希氏杆菌属，芽孢杆菌属和赛氏杆菌属中任一属的突变菌株，该菌株具有的葡萄糖消耗速率至多为相应野生型菌株的四分之一，且其中的生物素反馈抑制途经已去除。该专利技术还
提供了利用该突变菌株生产生物素的方法。
[0009]4.申请号为93102377.7的“新的微生物和用所述微生物制备d
‑
生物素的方法”的专利技术专利，是田边制药株式会社在中国申请的专利，该专利公开了一种新的微生物，其是通过导入掺有沙雷氏菌属的生物素基因的重组质粒并进一步将外源生物素基因整合到染色体中所获得的，以及用所获得的微生物制备d
‑
生物素的方法，包括在培养基中培养微生物并积累d
‑
生物素，最后收集d
‑
生物素。
[0010]5.专利号为ZL93116830.9的“生物素的生产方法”的专利技术专利，是住友化学工业株式会社在中国申请的专利，该专利公开了一种生产生物素的方法，其中在培养基中制备具有产生生物素能力的斯芬克斯小杆菌属微生物的培养物，并收集培养基中产生和积累的生物素，该专利技术同时公开了具有产生生物素能力的斯芬克斯小杆菌属的微生物。
[0011]6.专利号为ZL 94107234.7的“枯草芽胞杆菌中生物素的生物合成”的专利技术专利，是DSM IP资产有限公司在中国申请的专利，其公开了涉及编码枯草芽胞杆菌或其紧密相关菌种的生物素生物合成酶的基因的DNA序列，含有所说DNA 序列的载体，含有所说DNA序列和载体的细胞以及由所说细胞生产生物素的方法。
[0012]7.专利号为ZL 95192350.1的“制备D
‑
(+)
‑
生物素中间产物的改进方法”的专利技术专利，是默克专利股份有限公司在中国申请的专利，该专利公开了一种适合于作为制造D
‑
(+)
‑
生物素用的中间产物的杂环化合物的改进方法，和制造D
‑
(+)
‑
生物素本身的方法(化学合成方法)。
[0013]8.专利号为ZL 97109779.8的“生物素的发酵生产”，是弗
·
哈夫曼
‑
拉罗切有限公司在中国申请的专利，该专利涉及从脱硫生物素生产生物素的方法，包括将脱硫生物素与含有BIOB以及NIFU和/或NIFS的酶反应系统接触，并从反应混合物中分离所产生的生物素，也涉及一种从脱硫生物素生产生物素的方法，包括在水性培养基中，在脱硫生物素的存在下培养一种微生物，该微生物已被自身编码 BIOB和NIFU和/或NIFS的DNA序列或包含于单个或互相独立的多个质粒中的这种DNA序列转化，从培养基中分离所产生的生物素。
[0014]9.专利号为ZL 98807467.2的“生物素的制备方法”的专利技术专利，是BASF公司在中国申请的专利，该专利描述了一种包括具有序列SEQ ID No.1或SEQ IDNo.3的生物素基因的基因构建体、含有这种基因构建体的生物体、这些序列或所述基因构建体用于制备生物素的用途以及一种用于制备生物素的方法。
[0015]10.专利号为ZL 98103370.9的“克服生物素同效维生素中DAPA氨基转移酶的瓶颈环节”的专利技术专利，是DSMIP资产有限公司在中国申请的专利，该专利公开了使用产生利用赖氨酸的DAPA氨基转移酶的细菌以增加生物素和生物素前体脱硫生物素生产的方法，该方法包括使用或在赖氨酸存在时培养，或其赖氨酸生物合成去调控的细菌。该专利技术主要解决了有KAPA
‑
DAPA的瓶颈环节，进而使得DTB(生物素前体)生产显著改善。
[0016]11.专利号为ZL 99803153.4的“生物素的制备方法”，同样是BASF公司在中国申请的专利，该专利与一种基因构建物有关，该基因构建物包含下列基因：一种具有序列号1的S
‑
腺苷甲硫氨酸合成酶基因；分别具有序列号3，序列号5和序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高D
‑
生物素产量的生产方法，其特征在于：将易变假单胞菌接种于发酵培养基，于温度26℃
‑
32℃，溶氧2％以上，初始pH6.8
‑
7.5的条件下发酵110h
‑
145h，收获发酵液，得到D
‑
生物素；所述发酵培养基的组成均为：复合碳源30g/L
‑
60g/L、氮源6g/L
‑
39g/L、无机盐14g/L
‑
36g/L、有机酸0.1
‑
3g/L，余量为水；所述复合碳源包括葡萄糖和甘油；所述易变假单胞菌为包含生物素合成基因的易变假单胞菌基因工程菌。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述葡萄糖和甘油的浓度比为(15
‑
30)∶(15
‑
30)。3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于：所述发酵培养基满足以下a
‑
c中的至少一种：a.所述有机酸选自乙酸、庚二酸、柠檬酸、琥珀酸中的至少一种；b.所述氮源选自有机氮源、无机氮源或其组合；所述有机氮源选自酵母粉、酵母膏、玉米浆、蛋白胨、牛肉膏、鱼粉、玉米浆中的至少一种；所述无机氮源选自硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、尿素中的至少一种；c.所述无机盐选自Na2HPO4·
12H2O、NaH2PO4、K2HPO4·
3H2O、KH2PO4、ZnSO4·
7H2O、MgSO4·
7H2O、FeSO4·
7H2O中的至少一种。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述发酵培养基的组成为：葡萄糖15
‑
30g/L、甘油15
‑
30g/L、蛋白胨10
‑
40g/L、(NH4)2SO
4 1
‑
4g/L、Na2HPO4·
12H2O 10
‑
20g/L、KH2PO
4 3
‑
10g/L、MgSO4·
7H2O 0.2
‑
1.5g/L、FeSO4·
7H2O 0.08
‑
0.1g/L、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凤柱，李飞龙，周斌，梅吉雷，李光进，况嘉铀，江根强，朱勇刚，徐志南，赵佳润，
申请(专利权)人：浙江新银象生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：