一种生产岩藻糖基乳糖的方法技术

本发明专利技术涉及发酵工程技术领域，尤其涉及一种生产岩藻糖基乳糖的方法

【技术实现步骤摘要】
一种生产岩藻糖基乳糖的方法


[0001]本专利技术涉及发酵工程
，尤其涉及一种生产岩藻糖基乳糖的方法
。

技术介绍

[0002]2’‑
岩藻糖基乳糖
(2
’‑
FL)
是人乳中含量最高的寡糖，其具有调节肠道菌群
、
抵抗病原菌的黏附
、
免疫调节及促进神经系统发育和修复等多种功能活性
。
由于其丰富的生物学功能，2’‑
FL
的批量化生产成为了目前的研究热点
。
[0003]当前，岩藻糖基乳糖发酵水平已经达到了较高的水平，但是岩藻糖基乳糖粗产物中往往含有多种杂质，例如双岩藻糖基乳糖
(
以下简称
DFL)
或乙酸等，尤其是
DFL
，国内法规中规定
DFL
的含量需不大于2％，虽然现有已有多种纯化方法，但是由于
DFL
和
FL
结构相近导致其在后续分离纯化阶段去除难度较高
。
很多纯化方法步骤繁琐，成本较高，难以工业化应用
。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种生产岩藻糖基乳糖的方法
。
通过在发酵阶段降低发酵液中
DFL
的含量，使得后续的纯化流程可以简化，同时具备更高的效率
。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种生产岩藻糖基乳糖的方法，包括：
[0006]通过微生物发酵生产岩藻糖基乳糖，在发酵过程中采取饥饿补料的方式进行补料，在停止补料后继续发酵4～6小时
。
[0007]进一步地，所述饥饿补料包括：持续补充碳源使得发酵体系中的残糖维持在动态耗尽状态，耗尽时间为
0.5
～
5min。
[0008]本专利技术提供的发酵工艺中，会依据糖耗曲线制定碳源补料策略，以刚满足或者低于微生物消耗但能够维持微生物的生理活性为原则，不断低量补充碳源以刚刚满足微生物的消耗，也即是发酵液中的残糖维持在动态耗尽状态
(
补充碳源的速度可以是不固定的，只要满足前述要求即可
)
，该状态下若是停止补充碳源，发酵液中的残糖会在
0.5
～
5min
之内耗尽
。
[0009]该补料方式是出于成本和产量所考虑的，以饥饿补料的方式进行补料，当产物达到平台饱和之后，此时再补入碳源对产量无帮助，所以本领域常规做法是停止补料并进行结束发酵放罐处理，但是本专利技术发现在发酵末期停止补充碳源甘油消耗完毕后，继续培养一段时间，对
DFL
含量的减少有较大帮助
。
[0010]进一步地，所述碳源的补充的平均速度为
2.5
～
10g/L
·
h
；优选为
2.5
～
5g/L
·
h。
[0011]进一步地，所述碳源包括甘油
、
葡萄糖或蔗糖中的一种或多种
。
[0012]进一步地，在停止补充碳源之后将
pH
调控至
4.5
～
5.4
，进一步优选为
4.8
～
5.2。
[0013]进一步地，采用酸溶液进行
pH
调节，所述酸溶液优选包括：
[0014]磷酸
、
盐酸
、
柠檬酸或碳酸中的一种或多种
。
[0015]本专利技术进一步发现，采用如上方法进行发酵已经可以有效降低副产物的含量，但是在此基础上如果在停止补充碳源后将
pH
调控至
4.5
～
5.4
，可以进一步降低发酵产物中副产物的含量
。
[0016]进一步地，在所述发酵过程中，还包括诱导；
[0017]所述诱导包括：
[0018]在开始补料后，将温度调整为
29
～
30℃
，添加
IPTG
和乳糖进行诱导；所述
IPTG
的添加量为
0.15
～
0.25mM
；所述乳糖的添加量为
120
～
150g
纯乳糖
/L。
[0019]进一步地，所述乳糖采用流加或分批添加的方式进行添加；优选地，所述分批添加分六次添加，以开始添加为
0h
计，添加时间为8～
12h、40
～
44h、64
～
68h、76
～
80h、88
～
92h
和
100
～
104h
；每次添加量为
20
～
25g
纯乳糖
/L。
[0020]如上每次添加量的含义为，在添加后使得发酵液中乳糖的浓度达到相应的添加量水平
。
[0021]进一步地，在所述补料过程中，还加入消泡剂；所述消泡剂氪选用聚醚类，硅类或硅醚复合类消泡剂，添加方式可以根据实际发酵流程自行选择，例如可以出现起泡情况后进行添加，也可以一直流加
。
[0022]进一步地，所述发酵过程中的发酵条件包括：
[0023]在诱导之前，
pH
为6～7；温度为
35
～
40℃。
[0024]进一步地，在所述发酵过程中采用
25
～
28
％氨水进行
pH
值的维持
。
[0025]进一步地，所述发酵过程中发酵底物包括：
[0026]碳源7～
13g/L、
磷酸二氢钾5～
11g/L、
柠檬酸
0.2
～
0.4g/L、
蛋白胨4～
8g/L、
酵母粉1～
3g/L
和消泡剂
10
～
20mL/L。
[0027]进一步地，在所述发酵过程的起始，接种的微生物
OD
值为3～8，接种量为4～
10
％
w/v。
[0028]进一步地，所述微生物为大肠杆菌，优选为保藏编号为
CCTCCNO:M2020027(
公开于中国专利
CN111808790B)
的大肠杆菌
。
[0029]本专利技术具备如下有益效果：
[0030]本专利技术研究发现，通过饥饿补料的方式，使得碳源处在接近耗尽的状态，之后在没有碳源的情况下培养一定时间可以有效降低微生物发酵产物中副产物
DFL
的含量，使得在后续的纯化过程中，可以更快速
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生产岩藻糖基乳糖的方法，其特征在于，包括：通过微生物发酵生产岩藻糖基乳糖，在发酵过程中采取饥饿补料的方式进行补料，在停止补料后继续发酵4～6小时
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述饥饿补料包括：持续补充碳源使得发酵体系中的残糖维持在动态耗尽状态，耗尽时间为
0.5
～
5min。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳源的补充的平均速度为
2.5
～
10g/L
·
h
；优选为
2.5
～
5g/L
·
h。4.
根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述碳源包括甘油
、
葡萄糖或蔗糖中的一种或多种
。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的方法，其特征在于，在停止补充碳源之后将
pH
调控至
4.5
～
5.4。6.
根据权利要求1‑5任一项所述的方法，其特征在于，在所述发酵过程中，还包括诱导；所述诱导包括：在开始补料后，将温度调整为
25
～
32℃
，添加
IPTG
和乳糖进行诱导；所述
IPTG
的添加量为
0.15
～
0.25mM
；所述乳糖的添加量为
120

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金勇，李翔宇，陈祥松，余超，江旭，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：