一种5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法技术

技术编号：40788994 阅读：3 留言：0更新日期：2024-03-28 19:19

本发明专利技术属于发酵生产氨基酸技术领域，具体涉及一种5‑羟基色氨酸摇瓶发酵方法。本发明专利技术的方法包括如下步骤：步骤1，对用于发酵生产的菌株进行活化培养；步骤2，对活化后的菌株进行种子培养，得到种子液；步骤3，将种子液接种到发酵摇瓶中，连续培养，得到发酵液。本发明专利技术根据菌体生物量增长时的产酸情况调节微生物最适生长pH值；补加亚铁离子，保证BH4合成过程的还原力充足；提高发酵中后期搅拌速率，增加溶氧；补加葡萄糖溶液，加快氧化磷酸化，提高TPH酶的羟化活性，促进BH4的合成和再生途径；适当引入色氨酸底物，提高5‑羟基色氨酸产量，从而达到提高摇瓶发酵生物量和色氨酸合成5‑羟基色氨酸转化效率的目的。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发酵生产氨基酸，具体涉及一种5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法。

技术介绍

1、5-羟基色氨酸(5-htp)是一种氨基酸类物质，这种氨基酸可以提高脑部血清素的浓度，改善忧郁症及促进褪黑素的形成、改善睡眠质量，并且抑制食欲。

2、在现在社会中，由于工作压力、情绪焦虑等，导致各个年龄段的人群都有出现抑郁、食欲不振、失眠、恐慌等症状，其原因是大脑内血清素含量过低，可以适当的补充5-羟基色氨酸可有效提高大脑血清素的含量，同时也可刺激其他神经递质，如褪黑素、多巴胺、去甲基肾上腺素和β-脑内咖的含量提高，生理作用广泛，作为膳食补充剂对人类情绪健康管理具有重要意义，这也推动了5-羟基色氨酸市场的增长，成为膳食补充剂的热点原料，在情绪健康产品中排行前十。

3、由于5-htp在膳食补充剂和医疗市场的需求增长，原材料供应和成本的波动以影响，5-htp的生产研发发展迅速。然而自然来源的5-htp相对单一，原材料短缺，成本随着开采的增加不断增加。化学法反应过程繁琐、条件苛刻、试剂昂贵不适合大规模生产。生物发酵法具有周期短、生产连续、反应条件温和、产量大、成本低等特点。例如，中国专利技术专利申请“cn115161358a-一种提高5-htp产量的发酵工艺”中公开了发酵生产5-htp的工艺。然而，其发酵72小时后，5-htp产量的产量最高为4.78g/l，仍然还有所不足。因此，进一步优化5-htp发酵生产的条件，实现更高产量的5-htp发酵生产方法，这仍然是本领域的重要课题。

技术实现思路</p>

1、针对现有技术的问题，本专利技术提供一种5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法。

2、一种5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，包括如下步骤：

3、步骤1，对用于发酵生产的菌株进行活化培养；

4、步骤2，对活化后的菌株进行种子培养，得到种子液；

5、步骤3，将种子液接种到发酵摇瓶中，连续培养，得到发酵液；其中，连续培养的过程中控制培养基ph在6.1-7.7范围内；在连续培养的第0-12h补加水硫酸亚铁；在连续培养的第12-30h，补加还原糖，每次补加量为2-4g/l，补加1-3次；在连续培养的第28-46h，补加色氨酸，每次补加量为0-10g/l，补加1-2次。

6、优选的，步骤3中，在连续培养的第0h补加亚铁离子，补加量为0.28g/l。

7、优选的，步骤3中，所述还原糖选自葡萄糖；

8、和/或，在连续培养的第12h和46h，分别补加1次还原糖，每次补加量为3g/l。

9、优选的，步骤3中，在连续培养的第30h和46h，分别补加1次色氨酸，每次补加量为3g/l。

10、优选的，步骤3中，摇瓶转速为200-230rpm。

11、优选的，步骤3中，摇瓶转速按照如下程序控制：0-24h转速200rpm；24-48h转速220rpm；48h以上转速230rpm。

12、优选的，步骤3中，调节ph的方法为：在连续培养的第5-46h补加质量分数25％的氨水；

13、和/或，所述连续培养条件包括：移种量10-20％，摇瓶装量为1/15-1/10，温度条件为29-33℃恒温培养，发酵周期30-63h。

14、优选的，所述活化培养的培养基包括：葡萄糖1.0-3.0g/l，酵母浸膏2.5-5.0g/l，大豆蛋白胨5.0-15.0g/l，氯化钠5.0-12.0g/l，氨苄青霉素0.05-0.12g/l；

15、和/或，所述种子培养的培养基包括：葡萄糖1.0-3.0g/l，玉米浆3.0-5.5g/l，大豆蛋白胨5.0-15.0g/l，氯化钠5.0-12.0g/l，氨苄青霉素0.05-0.12g/l；种子培养过程中控制发酵液ph范围为6.4-6.5。

16、优选的，所述连续培养所用的发酵培养基包括：葡萄糖15-40g/l，酵母提取物5-15g/l，甘油10-20g/l，磷酸盐3-20g/l，硫酸铵1.0-5.0g/l，无水硫酸镁0.5-2g/l，二水硫酸钙10-20mg/l，柠檬酸钠1.5-2.5g/l，色氨酸1.0-2.0g/l，氨苄青霉素0.05-0.12g/l，vh0.05-0.8mg/l，vb1 0.1-1.2mg/l，钼酸铵0.41g/l，edta 80ml/l，cocl20.27g/l，mncl20.19g/l，cuso4 0.28mg/l，znso4 2.63g/l。

17、优选的，所述用于发酵生产的菌株为产5-羟基色氨酸的重组大肠杆菌。

18、本专利技术针对5-羟基色氨酸摇瓶发酵工艺进行了系列条件优化，包括：通过ph调控调节微生物生长过程中产生的酸性次级代谢产物；补加亚铁离子、葡萄糖溶液；提高发酵中后期搅拌速率，增加溶氧，补充还原力、加快氧化磷酸化，提高tph酶的羟化活性，促进bh4的合成和再生途径；适当引入色氨酸底物，提5-htp产量，减少色氨酸残留，解决了摇瓶5-htp发酵单位不稳定，生产水平低的问题。通过上述条件优化，能够大幅提升5-羟基色氨酸摇瓶发酵工艺的产量，因此本专利技术具有很好的应用前景。

19、显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

20、以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，在连续培养的第0h补加亚铁离子，补加量为0.28g/L。

3.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，所述还原糖选自葡萄糖；

4.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，在连续培养的第30h和46h，分别补加1次色氨酸，每次补加量为3g/L。

5.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，摇瓶转速为200-230rpm。

6.按照权利要求5所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，摇瓶转速按照如下程序控制：0-24h转速200rpm；24-48h转速220rpm；48h以上转速230rpm。

7.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，调节pH的方法为：在连续培养的第5-46h补加质量分数25％的氨水；

8.按照权利要求1所述的5-

9.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：所述连续培养所用的发酵培养基包括：葡萄糖15-40g/L，酵母提取物5-15g/L，甘油10-20g/L，磷酸盐3-20g/L，硫酸铵1.0-5.0g/L，无水硫酸镁0.5-2g/L，二水硫酸钙10-20mg/L，柠檬酸钠1.5-2.5g/L，色氨酸1.0-2.0g/L，氨苄青霉素0.05-0.12g/L，VH 0.05-0.8mg/L，VB1 0.1-1.2mg/L，钼酸铵0.41g/L，EDTA 80ml/L，CoCl20.27g/L，MnCl2 0.19g/L，CuSO4 0.28mg/L，ZnSO4 2.63g/L。

10.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：所述用于发酵生产的菌株为产5-羟基色氨酸的重组大肠杆菌。

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【技术特征摘要】

1.一种5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，在连续培养的第0h补加亚铁离子，补加量为0.28g/l。

3.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，所述还原糖选自葡萄糖；

4.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，在连续培养的第30h和46h，分别补加1次色氨酸，每次补加量为3g/l。

5.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，摇瓶转速为200-230rpm。

7.按照权利要求1所述的5-羟基色氨酸摇瓶发酵方法，其特征在于：步骤3中，调节ph的方法为：在连续培养的第5-46h补加质量分数25％的氨水；

8.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁彬青，张宝新，张廷霞，牛李杰，周路，
申请(专利权)人：伊犁川宁生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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