一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法，涉及生物催化生产的技术领域。该非均相生物催化丝氨酸的生产方法包括以下步骤：S1、菌种选育；S2、发酵；S3、菌体处理；S4、转化；S5、分离转化液；S6、解析液处理；最后得到丝氨酸产品。该非均相生物催化丝氨酸的生产方法解决了现有技术中生产丝氨酸比较困难的技术问题，它由于利用了甘氨酸和甲醛特异的合成L

【技术实现步骤摘要】
一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法


[0001]本专利技术涉及生物催化生产的
，尤其是涉及一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法。

技术介绍

[0002]丝氨酸是一种非必需氨基酸，它在脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉的生长中发挥着作用，因为它有助于免疫血球素和抗体的产生，维持健康的免疫系统也需要丝氨酸。丝氨酸在细胞膜的制造加工、肌肉组织和包围神经细胞的鞘的合成中都发挥着作用。
[0003]L
‑
丝氨酸是氨基酸输液的重要成分，化妆品的添加剂，酶法生产色氨酸的前体物质。由于L
‑
丝氨酸处于其他几种氨基酸、核苷酸、和磷脂的合成代谢的中间位置，较其他氨基酸来说，它的体内代谢运转速度极快。因此，直接发酵生产L
‑
丝氨酸是很困难的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法，解决了现有技术中生产丝氨酸比较困难的技术问题。
[0005]专利技术方案：本专利技术提供了一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法，包括以下步骤：S1、菌种选育：将丝氨酸产生菌在选育培养基中进行培养，筛选出具有酶活较高的菌体；S2、发酵：将选育的菌种投入发酵培养基中发酵，在发酵1.5h后开始向发酵罐中流加诱导剂，在发酵结束前1h流加完，发酵2h后开始补加培养基，发酵前1h补完，发酵6
‑
7h后得发酵液，对发酵液离心最后得菌体；S3、菌体处理：采用催化空气氧化的方法对菌体进行破壁处理；S4、转化：将处理好的菌体加入反应器搅拌，加入磷酸缓冲液溶解的磷酸吡哆醛，避光通氮气30min.，加入甘氨酸于反应器中，用NaOH调PH处于6.8
‑
7.0，用纯水溶解半胱氨酸加入反应器，取辅酶、巯基乙醇投入反应器，加入多聚甲醛于反应器中反应，反应温度为40
‑
41℃，反应时间为27
‑
29h；S5、分离转化液：用离子交换法对转化液进行分离得到丝氨酸解析液；S6、解析液处理：将丝氨酸解析液初步浓缩、脱色和过滤，将滤液浓缩至干用乙醇浸泡，对浸泡液进行抽滤干燥即得丝氨酸产品。
[0006]进一步的，发酵中，所述诱导剂采用0.5%乳糖。
[0007]进一步的，菌体处理时，将菌体加入高压反应釜中，加入1%的十二烷基三甲基溴化铵，充入压缩空气保压0.3Mpa，温度42℃，搅拌220转/min，破壁6h。
[0008]进一步的，转化中，所述辅酶采用四氢叶酸。
[0009]进一步的，分离转化液时，采用732树脂进行分离。
[0010]有益效果：
本专利技术提供了一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法，其中，非均相生物催化丝氨酸由于利用了甘氨酸和甲醛特异的合成L
‑
丝氨酸的技术线路，具有原料来源方便，原料成本低和可合成高浓度产品的优点。
具体实施方式
[0011]本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0012]本实施例提供了一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法，其中，非均相生物催化丝氨酸的方法中，由于利用了甘氨酸和甲醛特异的合成L
‑
丝氨酸，具有原料来源方便，原料成本低和可合成高浓度产品的优点。
[0013]具体包括以下内容：菌种选育此过程与一般的菌种选育过程相似，在加入氨苄的LB培养基中，划单菌落，在恒温生化培养箱内培养，筛选出具有酶活较高的菌体。
[0014]培养基组成：蛋白胨1%，酵母粉0.5%，Nacl1%，固体培养基加2%琼脂粉。
[0015]发酵1.根据试验确定培养基的组成部分,确定了最佳PH值在6.8~7.0，发酵温度，36
‑
37℃。
[0016]种子培养基：玉米浆2%，味精1%，硫酸镁0.05%，磷酸氢二钾0.05%；主发酵培养基：玉米浆3%，味精1.5%，硫酸镁0.05%，磷酸氢二钾0.05%；补料培养基：玉米浆2%，味精1%诱导剂：乳糖0.5%2.发酵控制溶氧：通过调节转速及通气量，在开始发酵时控制溶解氧在30%~15%左右，最后两小时在10%左右，转速及通气量应交错调整上升。
[0017]3．诱导剂选择采用IPTG（异丙基
‑
β
‑
D
‑
硫代半乳糖苷）与乳糖作为诱导剂进行试验，在以IPTG作为诱导剂时菌体在存放过程中存在自溶现象，分析可能是在诱导表达过程中外源蛋白表达量过大，造成细菌其它方面的营养缺乏，以致细菌细胞壁不完整，引起细菌的脆弱和自溶；而采用乳糖作为诱导剂大部分细菌完好无损，蛋白高效表达，适用于本生产。
[0018]最终确定以0.5%乳糖作为诱导剂，在发酵1.5h后开始向发酵罐中流加诱导剂，在发酵结束前1小时流加完，菌体蛋白表达效果明显。
[0019]4.发酵2小时后开始补加培养基，发酵前1小时补完。发酵6
‑
7小时后发酵结束,放出菌液，离心，最后得湿菌体用85%生理盐水洗涤菌体之后,将菌体悬浮于PH7.0的0.1M磷酸缓冲液中（加缓冲液的量能把菌体混匀即可）置于
‑
18℃环境中冷冻备用。
[0020]5．发酵刚开始时因为菌消耗糖PH值下降，用2NHCL控制PH在6.9~7.2；加诱导剂后PH值会下降，生产变慢。
[0021]菌体处理
通过试验，采用催化空气氧化、0.3Mpa使菌体破壁的方法，酶活较高。
[0022]在37℃恒温水浴中将冷冻菌体解冻，取菌体，用纯水定容。加入1%的十二烷基三甲基溴化铵，将其投入高压反应釜中，充入压缩空气保压0.3Mpa，42℃，220转/min，破壁6h。
[0023]转化1.处理好的投入反应器中，开动搅拌100转/min，根据酶活性在25℃~50℃之间随温度的升高而加强，通过试验确定最终反应温度为40℃，加入0.1M磷酸缓冲液溶解的磷酸吡哆醛，避光通氮气30min。
[0024]2.加入甘氨酸于反应器，用2MNaOH调PH6.8
‑
7.0，由于辅酶与甲醛反应对PH值有很强的依赖性，其为保证最大酶活则确定最佳PH为6.8
‑
7.0。
[0025]3.用纯水溶解相应剂量的半胱氨酸，加入反应器；4.取辅酶四氢叶酸、巯基乙醇投入反应器；5.因甲醛是一种蛋白变性剂，甲醛浓度过高对酶有失活作用，为保证转化反应的顺利进行，通过试验本工艺采用多聚甲醛替代乌洛托品和甲醛效果较好，多聚甲醛在溶液中缓慢释放出甲醛，形成非均相转化体系，既避免了甲醛投入过多使酶失活问题，又保证了反应体系中甲醛的量，提高了酶催化反应效率。
[0026]6.控制PH值在7.0左右，反应温度40
‑
41℃，如可采用40℃或41℃，根据试验结果确定反应时间27
‑
29小时，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非均相生物催化丝氨酸的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、菌种选育：将丝氨酸产生菌在选育培养基中进行培养，筛选出具有酶活较高的菌体；S2、发酵：将选育的菌种投入发酵培养基中发酵，在发酵1.5h后开始向发酵罐中流加诱导剂，在发酵结束前1h流加完，发酵2h后开始补加培养基，发酵前1h补完，发酵6
‑
7h后得发酵液，对发酵液离心最后得菌体；S3、菌体处理：采用催化空气氧化的方法对菌体进行破壁处理；S4、转化：将处理好的菌体加入反应器搅拌，加入磷酸缓冲液溶解的磷酸吡哆醛，避光通氮气30min，加入甘氨酸于反应器中，用NaOH调PH处于6.8
‑
7.0，用纯水溶解半胱氨酸加入反应器，取辅酶、巯基乙醇投入反应器，加入多聚甲醛于反应器中反应，反应温度为40
‑
41℃，反应时间为27
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁庆明，何志斌，韩建峰，巴红娟，
申请(专利权)人：石家庄市冀荣药业有限公司，
类型：发明
国别省市：