【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微生物发酵培养，具体地说，涉及一种发酵生产缬氨酸的方法与应用。
技术介绍
1、支链氨基酸(branch chain amino acid，bcaa)包括缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。其中，l-缬氨酸(l-valine)，化学名称为l-α-氨基异戊酸，分子式为c5h11no2，相对分子质量为117.15。l-缬氨酸呈白色结晶或结晶性粉末，无臭，味苦，在水中25℃的溶解度为88.5g/l，50℃的溶解度为96.2g/l，不溶于冷乙醇、乙醚、丙酮，等电点为5.96，熔点为315℃。
2、l-缬氨酸是人体八种必需氨基酸之一，因其特殊的结构和功能，在人类生命代谢中具有特别重要的地位。l-缬氨酸可以广泛应用于医药工业、食品工业和饲料工业等。其中，在医药工业中，l-缬氨酸可作为氨基酸输液、综合氨基酸制剂的主要成分，可治疗肝功能衰竭、中枢神经系统功能紊乱。在食品工业中，l-缬氨酸可用作食品添加剂、营养增补液及风味剂等。l-缬氨酸也可用作氨基酸功能饮料与运动员饮料，具有形成肌肉、强化肝功能、减轻肌肉疲劳等作用。在饲料工业中，l-缬氨酸对动物的乳腺组织分泌乳汁具有重要的促进作用。
3、目前，l-缬氨酸的生产方法主要包括三种：提取法、化学合成法、微生物发酵法。提取法和化学合成法由于原料来源受到限制、生产成本高、污染环境等问题，难以实现工业化生产。微生物发酵法生产l-缬氨酸具有原料成本低、反应条件温和、容易实现大规模生产等优点，是目前生产l-缬氨酸最主要的方法。但目前l-缬氨酸菌种的发酵性能仍较差，且副产物亮氨酸的含量
技术实现思路
1、为了克服现有技术的缺点，本专利技术提供一种生物合成高效生产缬氨酸的方法。
2、为了实现该目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种发酵生产缬氨酸的方法，其在发酵培养基中添加2-氯甲苯，所述2-氯甲苯的浓度为0.1g/l-0.5g/l。
4、优选，所述2-氯甲苯的浓度为0.2g/l。
5、本专利技术研究发现，在发酵培养基配方中添加2-氯甲苯，能显著提高缬氨酸的产量，从而提升发酵生产缬氨酸的效率。本专利技术所述的2-氯甲苯是一种有机化合物，又名邻氯甲苯，化学式为c7h7cl，为无色透明液体。
6、本专利技术的方法中，所述发酵培养基包括葡萄糖、mgso4·7h2o、酵母、(nh4)2so4、kh2po4、甜菜碱盐酸盐、l-丙氨酸、feso4·7h2o、cocl2·6h2o、cuso4、znso4·7h2o、na2moo4·2h2o、h3bo3和mnso4·h2o。
7、优选，所述发酵培养基包括葡萄糖20-50g/l、mgso4·7h2o0.5-2.5g/l、酵母粉0.5-2.0g/l、(nh4)2so4 2.0-5.0g/l、kh2po41.0-3.5g/l、甜菜碱盐酸盐0.5-2g/l、l-丙氨酸0.1-0.5g/l、feso4·7h2o1.0-2.5mg/l、cocl2·6h2o 0.1-0.5mg/l、cuso4 0.1-0.5mg/l、znso4·7h2o 0.1-1.0mg/l、na2moo4·2h2o 0.1-0.5mg/l、h3bo3 0.01-0.1mg/l和mnso4·h2o 0.1-1.0mg/l。
8、更优选，所述发酵培养基包括葡萄糖30g/l、mgso4·7h2o 2g/l、酵母粉0.5g/l、(nh4)2so4 2g/l、kh2po4 3g/l、甜菜碱盐酸盐0.5g/l、l-丙氨酸0.3g/l、feso4·7h2o 1.5mg/l、cocl2·6h2o 0.2mg/l、cuso40.2mg/l、znso4·7h2o 0.6mg/l、na2moo4·2h2o 0.3mg/l、h3bo30.08mg/l和mnso4·h2o 0.8mg/l。
9、本专利技术的方法中，发酵在有氧或厌氧下进行，优选在厌氧下进行，更优选从种子培养开始到发酵生产结束，整个发酵菌的生长和产酸过程都在厌氧下进行。
10、本专利技术的培养基在现有的有氧发酵或厌氧发酵生产缬氨酸的过程中均可应用来提升缬氨酸的产量。
11、厌氧发酵是指生产菌种在不通入任何气体，或通入不含有氧气的其他气体的条件下，通过无氧呼吸来实现生长和生产目的产物的过程。
12、优选在不通气条件下厌氧发酵生产缬氨酸。本专利技术中不通气条件下是指从种子培养开始到发酵生产结束，整个发酵菌的生长和产酸过程都在不通入任何气体的条件下进行。
13、本专利技术的方法中，发酵条件为：压力为0.01-0.05mpa，转速为200-500rpm，温度为37±1℃，发酵过程控制ph 6.8-7.0，在葡萄糖用尽前补加葡萄糖，控制发酵体系中的葡萄糖浓度为0-20g/l；当发酵在有氧下进行时，维持溶氧20％-30％。
14、本专利技术的方法中，发酵菌为大肠杆菌(escherichia coli)，优选为大肠杆菌atcc8739、大肠杆菌atcc25922或大肠杆菌atcc35150。
15、优选，发酵菌为大肠杆菌tys8789，其保藏编号为cctcc no:m2022134。
16、大肠杆菌tys8789(escherichia coli tys8789)为大肠杆菌atcc8739来源，其构建方法参见申请号为202210248471.9(公开号cn114958888a)的中国专利申请，该菌保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏日期是2022年02月18日，保藏地址为湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内的武汉大学保藏中心，保藏编号为cctcc no:m 2022134。
17、本专利技术还提供一种上述方法在提升缬氨酸的发酵糖酸转化率上的应用。
18、本专利技术的有益效果至少在于：
19、本专利技术提供的肠杆菌科细菌在添加2-氯甲苯的条件下有氧或厌氧发酵生产缬氨酸的方法，具有显著的优势，目的产物缬氨酸产酸、转化率大幅提升。本专利技术可以为发酵法生产其他氨基酸产品、核苷类产品提供借鉴。且本专利技术方法容易理解和实现，特别适合工业化生产。
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1.一种发酵生产缬氨酸的方法，其特征在于，在发酵培养基中添加2-氯甲苯，所述2-氯甲苯的浓度为0.1g/L-0.5g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2-氯甲苯的浓度为0.2g/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括：葡萄糖、MgSO4·7H2O、酵母、(NH4)2SO4、KH2PO4、甜菜碱盐酸盐、L-丙氨酸、FeSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、CuSO4、ZnSO4·7H2O、Na2MoO4·2H2O、H3BO3和MnSO4·H2O。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括：葡萄糖20-50g/L、MgSO4·7H2O 0.5-2.5g/L、酵母粉0.5-2.0g/L、(NH4)2SO4 2.0-5.0g/L、KH2PO4 1.0-3.5g/L、甜菜碱盐酸盐0.5-2g/L、L-丙氨酸0.1-0.5g/L、FeSO4·7H2O 1.0-2.5mg/L、CoCl2·6H2O0.1-0.5mg/L、CuSO4 0.1-0.5mg/L、ZnSO4·7H2O0.1-1
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括：葡萄糖30g/L、MgSO4·7H2O 2g/L、酵母粉0.5g/L、(NH4)2SO42g/L、KH2PO4 3g/L、甜菜碱盐酸盐0.5g/L、L-丙氨酸0.3g/L、FeSO4·7H2O 1.5mg/L、CoCl2·6H2O 0.2mg/L、CuSO4 0.2mg/L、ZnSO4·7H2O0.6mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.3mg/L、H3BO3 0.08mg/L和MnSO4·H2O 0.8mg/L。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，发酵在有氧或厌氧下进行，优选在厌氧下进行，更优选从种子培养开始到发酵生产结束，整个发酵菌的生长和产酸过程都在厌氧下进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，发酵条件为：压力为0.01-0.05Mpa，转速为200-500rpm，温度为37±1℃，发酵过程控制pH 6.8-7.0，在葡萄糖用尽前补加葡萄糖，控制发酵体系中的葡萄糖浓度为0-20g/L；当发酵在有氧下进行时，维持溶氧20％-30％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，发酵菌为大肠杆菌，优选为大肠杆菌ATCC8739、大肠杆菌ATCC25922或大肠杆菌ATCC35150。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，发酵菌为大肠杆菌TYS8789，其保藏编号为CCTCC NO:M 2022134。
10.权利要求1-9任一项所述的方法在提升缬氨酸的发酵糖酸转化率上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种发酵生产缬氨酸的方法，其特征在于，在发酵培养基中添加2-氯甲苯，所述2-氯甲苯的浓度为0.1g/l-0.5g/l。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2-氯甲苯的浓度为0.2g/l。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括：葡萄糖、mgso4·7h2o、酵母、(nh4)2so4、kh2po4、甜菜碱盐酸盐、l-丙氨酸、feso4·7h2o、cocl2·6h2o、cuso4、znso4·7h2o、na2moo4·2h2o、h3bo3和mnso4·h2o。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括：葡萄糖20-50g/l、mgso4·7h2o 0.5-2.5g/l、酵母粉0.5-2.0g/l、(nh4)2so4 2.0-5.0g/l、kh2po4 1.0-3.5g/l、甜菜碱盐酸盐0.5-2g/l、l-丙氨酸0.1-0.5g/l、feso4·7h2o 1.0-2.5mg/l、cocl2·6h2o0.1-0.5mg/l、cuso4 0.1-0.5mg/l、znso4·7h2o0.1-1.0mg/l、na2moo4·2h2o 0.1-0.5mg/l、h3bo3 0.01-0.1mg/l和mnso4·h2o 0.1-1.0mg/l。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括：葡萄糖30g/l、mgso4·7h2o 2...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴涛，陈钊，褚凡，高鹏，李岩，赵津津，
申请(专利权)人：廊坊梅花生物技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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