【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发酵领城，具体地涉及一种用于磷酸甜菜碱和氧调控提升大肠杆菌escherichia coli bio-59193苏氨酸发酵产量的方法。
技术介绍
1、l-苏氨酸(threonine)是人体和动物必需的8种氨基酸之一，有改善机体免疫、促进人体及禽畜生长等功能。被广泛用于医药、食品强化剂和饲料添加剂等方面。目前，苏氨酸主要通过大肠杆菌(escherichia coli)等微生物发酵制备。通过对高产l-苏氨酸的大肠杆菌发酵条件优化，可有效提高l-苏氨酸产量。发酵法制备具有成本低、产率较高及环境污染较小等优势，促进了l-苏氨酸的规模化生产。
2、l-苏氨酸与人体的生命健康息息相关，其作用不可小觑。不论是对人体还是其他动物、植物、微生物，l-苏氨酸对生物体蛋白质的合成以及生命活动的正常进行有着不可替代的作用，如上所述它在饲料行业、食品行业、医药行业、环保行业有着独一无二的广泛应用。研究和优化葡萄糖直接发酵法生产l-苏氨酸不仅对我国氨基酸生产行业的发展有积极作用，更是推动我国生物技术研究的进步与大力发展。目前l-苏氨酸的生产研究国内外差距较大，经过几十年的研究，目前国内l-苏氨酸的产业化瓶颈主要是生产菌株方面生产效率低、遗传不稳定、产相关酶系的效率低；发酵转化过程控制困难、副产物多、转化率低、能耗高、污染严重等问题。
3、为了提升我国l-苏氨酸生产的竞争力，除了需要开发优良的生产菌种以外，更需要加强开发创新生产工艺技术，优化生产工艺，提升l-苏氨酸发酵过程的控制水平，所以对l-苏氨酸发酵工艺的优化与代谢研
4、因此本技术专利技术优化了发酵培养基最优化配置条件，并进一步与氧调控相结合提升l-苏氨酸产量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是提供一种用于生产l-苏氨酸的发酵培养基和培养方法。本专利技术的发酵培养基，能够提高发酵生产l-苏氨酸过程中的l-苏氨酸产量。
2、本专利技术的第一个目的是提供一种可用于生产l-苏氨酸的发酵培养基。
3、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
4、本专利技术提供的一种发酵培养基包含如下成分及其质量浓度范围：硫酸铵0.5-3.0g/l，葡萄糖酸钠1.5-4.0g/l，七水硫酸镁2.0-6.0g/l，磷酸二氢钠5.0-10.0g/l，磷酸甜菜碱1.0-5.0g/l，玉米浆干粉8.0-25.0g/l，磷酸二氢钾2.0-5.0g/l，微量元素1.5-2.5ml/l，ph 6..0-7.0。
5、优选的，所述微量元素按g/l计为：硫酸铜6.00，碘化钠0.10，硫酸锰4.00，生物素0.50，钼酸钠0.60，硼酸0.08，氯化钴10.00，硫酸亚铁80.00。
6、进一步地，所述合成培养基的成分的质量浓度最佳值为：硫酸铵1.7g/l，葡萄糖酸钠2.8g/l，七水硫酸镁4.0g/l，磷酸二氢钠7.0g/l，磷酸甜菜碱2.0g/l，玉米浆16.0g/l，微量元素2.0ml/l。
7、本专利技术还提供一种大肠杆菌发酵生产l-苏氨酸的方法，包括将活化后的大肠杆菌菌液按照5％接种量接种至所述的发酵罐培养基中进行培养，发酵过程中通过供氧调节控制溶氧不低于25％，过程中通过合理添加葡萄糖酸钠、磷酸甜菜碱和玉米浆干粉控制摄氧率(oxygen uptake rate,our)在90-300mmol/l/h，发酵周期为42小时。
8、进一步地，所述供氧调节控制的最佳值为：发酵过程中通过供氧调节控制溶氧不低于15％，并通过实时流加葡萄糖酸钠、磷酸甜菜碱和玉米浆干粉混合溶液，控制our在200mmol/l/h。
9、进一步地，所述制备方法包括：硫酸铵，葡萄糖酸钠，七水硫酸镁，磷酸二氢，磷酸甜菜碱，玉米浆，微量元素加入水中混合后，在50l发酵罐装液量为20l。
10、进一步地，所述方法包括：所述的在上述混匀后灭菌的灭菌温度为121℃，保温灭菌时间为30min。
11、进一步地，所述的一种合成培养基的制备方法，其特征在于，所述方法包括：所述的补料葡萄糖的灭菌条件为115℃，灭菌时间为20min。
12、进一步地，所述发酵培养具体为：于所述培养基中，在通气量为30l/min，转速为700r/min，发酵温度为37℃的条件下进行发酵培养；控制ph为6.5±0.1。
13、进一步地，所述发酵培养具体为：按照于发酵培养基4倍浓度的葡萄糖酸钠、磷酸甜菜碱和玉米浆干粉溶解到水中，灭菌条件为121℃，灭菌时间为30min。
14、进一步地，所述发酵培养具体为：与所述培养过程中，整个过程中流加25％氨水控制ph，调整转速和通气控制溶氧15％以上。当溶氧开始回升时流加质量浓度为65％的葡萄糖，起始流加速度1g/l/h，溶氧持续回升，则增加补糖量，控制残糖浓度不超过1.0g/l。整个发酵过程中利用质谱仪检测尾气，和biostar软件在线采集过程参数，包括温度、ph、do、转速、cer、our、rq等细胞生理参数。
15、本专利技术公开了以下技术效果：
16、使用本专利技术的新型培养基和氧调控控制培养大肠杆菌e.coli，在摇瓶发酵中l-苏氨酸的产量达到7.15g/l，提高了1.86倍左右。50l罐上进行发酵工艺优化，通过优化氧消耗速率及补料模式，发酵中后期氧消耗所持our能够很好地维持在最佳水平215mmol/l/h。结果显示，与原初始发酵培养基和氧调控工艺相比l-苏氨酸产量提高了比35％，达到了155g/l。
17、本专利技术通过组合优化实验筛选到了最优的碳源、氮源、磷源等调节因素，并利用在线氧消耗速率控制系统、补料控制与our调节的作用关系，提出了最优化分批补料的解决方案，对大肠杆菌工业化生产l-苏氨酸具有重要意义。
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1.一种用发酵生产L-苏氨酸的培养基，其特征在于，所述的培养基组成为：硫酸铵0.5-3.0g/L，葡萄糖酸钠1.5-4.0g/L，七水硫酸镁2.0-6.0g/L，磷酸二氢钠5.0-10.0g/L，磷酸甜菜碱1.0-5.0g/L，玉米浆干粉8.0-25.0g/L，磷酸二氢钾2.0-5.0g/L，微量元素1.5-2.5mL/L，pH 6..0-7.0。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用的培养基组成为：硫酸铵1.7g/L，葡萄糖酸钠2.8g/L，七水硫酸镁4.0g/L，磷酸二氢钠7.0g/L，磷酸甜菜碱2.0g/L，玉米浆干粉16.0g/L，微量元素2.0mL/L。所述微量元素按g/L计为：硫酸铜6.00，碘化钠0.10，硫酸锰4.00，生物素0.50，钼酸钠0.60，硼酸0.08，氯化钴10.00，硫酸亚铁80.00。
3.一种发酵生产L-苏氨酸的发酵方法，其特征在于，包括将活化后的大肠杆菌菌液按照5％接种量接种至权利要求1-2任一项所述的培养基进行发酵生产L-苏氨酸的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，权利要求1-2任一项
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，发酵过程实时流加葡萄糖酸钠、磷酸甜菜碱和玉米浆干粉混合溶液，控制OUR在200mmol/L/h。
6.一种如权利要求1-2任一项所述的培养基，其特征在于培养生产L-苏氨酸的大肠杆菌工程菌株(Escherichia coli Bio-59193)。
7.一种如权利要求1-2任一项所述的培养基，其特征在于在发酵生产L-苏氨酸中的应用。
8.一种如权利要求3-5任一项所述的发酵方法，其特征在于在发酵生产L-苏氨酸中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用发酵生产l-苏氨酸的培养基，其特征在于，所述的培养基组成为：硫酸铵0.5-3.0g/l，葡萄糖酸钠1.5-4.0g/l，七水硫酸镁2.0-6.0g/l，磷酸二氢钠5.0-10.0g/l，磷酸甜菜碱1.0-5.0g/l，玉米浆干粉8.0-25.0g/l，磷酸二氢钾2.0-5.0g/l，微量元素1.5-2.5ml/l，ph 6..0-7.0。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用的培养基组成为：硫酸铵1.7g/l，葡萄糖酸钠2.8g/l，七水硫酸镁4.0g/l，磷酸二氢钠7.0g/l，磷酸甜菜碱2.0g/l，玉米浆干粉16.0g/l，微量元素2.0ml/l。所述微量元素按g/l计为：硫酸铜6.00，碘化钠0.10，硫酸锰4.00，生物素0.50，钼酸钠0.60，硼酸0.08，氯化钴10.00，硫酸亚铁80.00。
3.一种发酵生产l-苏氨酸的发酵方法，其特征在于，包括将活化后的大肠杆菌菌液按照5％接种量接种至权利要求1-2任一项所述的培养基进行发酵生...
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