地区：上海市 宝山区
关键词：河南巨龙生物工程股份有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000005041
成果描述：
| L-色氨酸作为人体内的一种必需氨基酸,广泛应用于医药、食品、饲料等行业。近年来，微生物发酵法生产L-色氨酸由于具有原料廉价、产物纯度高、易提取等优点受到了越来越多的关注。国外通过代谢工程的手段,逐渐培育出一批高产的L-色氨酸生产菌株,但其在发酵过程中仍存在发酵后期L-色氨酸生产速率下降明显,副产物积累等问题。而在国内,在2000年以后，利用代谢工程手段对L-色氨酸生产菌株及培养条件进行研究才逐渐得到展开,已构建菌株的L-色氨酸生产能力与国外同类菌株相比差距较大,产酸能力较低，发酵过程不够稳定，在工业发酵过程优化与对接方面，还有大量工作亟需展开。该项目属生物学二类生物工程中生物发酵，项目旨在通过发酵培养基优化技术，提升企业色氨酸生产水平，降低能耗，为进一步的菌体代谢研究奠定良好基础。结合生产实例，在大肠杆菌高密度细胞发酵过程中，若能有效减少发酵液色素含量，将能极大改善细胞生长微环境，减缓细胞衰老与凋亡，增强菌体代谢活力；同时，色素的减少将大大减少后续提取工段的脱色压力，降低企业生产成本。菌体从种子罐移入二级罐或发酵罐后，会出现3-5小时生长迟缓的情况，在菌体生长适应期内，细胞大量合成分裂所需的蛋白质、DNA等生命大分子，如在培养基中加入部分生物大分子前体物，将明显减少菌体合成代谢压力，缩短适应期，同时提高罐体周转率，增加收益。此外，针对大肠杆菌色氨酸高密度发酵过程，存在乙酸容易积累，质粒容易丢失，菌体后期转甲基能力减弱的现象。针对以上国内外及企业内部情况，该项目采用代谢工程的研究策略，以该公司使用的tf30转基因大肠杆菌为出发菌株，通过生物反应器中各类在线或离线数据采集分析技术，获得第一手资料，分析了可能影响菌体高密度发酵的因素，为进一步提升菌体产酸率提供了依据。主要的技术内容如下：液体葡萄糖灭菌改良技术，灭菌前加入还原型谷胱甘肽50mg/L，透光率与对照组相比，增加了23%，脱色工段活性炭使用量减少了37%。在发酵培养基中添加腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)各5mg/L，色氨酸发酵周期平均缩短了2.7h，有效减少了菌体适应期，提高了设备周转率。发酵中期补料技术，L-色氨酸发酵培养18h时，流加10mg/L的VB12水溶液，菌体产酸能力明显提升，发酵33h，产酸水平由原先的32g/L，提升至目前的57g/L，企业盈利水平大幅增加。综合工程菌构建、发酵工艺和提取工艺等方面的技术研究成果，现已工业化生产，130m<'3>发酵罐上，色氨酸平均产酸大于45g/L，平均糖酸平均转化率大于20%，平均提取收率大于78%，产品纯度大于95%。近三年新增销售额103971.8万元，新增利润7270.1万元，新增利税4144.8万元，取得显著的经济效益。 |
