[发明专利]赖氨酸的发酵及其中所用的设备和部件

说明书

本发明提供了流加发酵L‑赖氨酸的方法，其包括使用表达新的吡啶核苷酸转氢酶变体的工程菌，其中吡啶核苷酸转氢酶α亚基变体的氨基酸序列如SEQ ID No:2所示，和，其中吡啶核苷酸转氢酶β亚基变体的氨基酸序列如SEQ ID No:3所示。另外，本发明还提供了发酵罐及其部件和应用等。

技术领域

本发明属于氨基酸发酵领域，具体而言，本发明涉及发酵L-赖氨酸的方法及其中所用的设备和部件，如发酵罐及其部件等。

背景技术

L-赖氨酸是重要的氨基酸原料，可以作为调味品、食品、饲料添加剂使用，也可以作为保健品、药品中的有效或辅料成分，广泛应用于食品业、饲料业、制药业及其他化学工业中。当前，L-赖氨酸的生产主要是通过微生物的发酵生产的，如可以利用棒状杆菌生产。

用于发酵生产的微生物可以是野生型微生物，但是更多的是通过诱变或基因工程获得的产量更高的营养缺陷型、耐药变异型和代谢变异型微生物。对于基因工程获得的性状改良的微生物来说，其中至关重要的就是性质优异的基因。

中国专利CN 102234666 A公开了一种流加发酵L-赖氨酸的方法，其中利用了酶活性提高的吡啶核苷酸转氢酶。然而令人意外的是，本发明人经过长期艰苦研究，偶然地筛选出了新的吡啶核苷酸转氢酶突变体，其能进一步提高相应的酶活性并在相同条件下进一步提高赖氨酸的发酵量。尽管该突变体在微生物（尤其是棒状杆菌）中表达会带来对消泡剂的一定敏感性，但是结合本发明人未公开使用的发酵罐，可以避免消泡剂的使用，所以完全能够利用其优点，而避免其缺点的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供新的流加发酵L-赖氨酸的方法，其包括将包括将表达吡啶核苷酸转氢酶变体的工程菌接入第一发酵罐于培养并将获得的培养液接种于第二发酵罐培养，然后向第二发酵罐持续流加糖，之后再向第二发酵罐持续流加糖和氮源,其中吡啶核苷酸转氢酶α亚基变体的氨基酸序列如SEQ ID No:2所示，和，其中吡啶核苷酸转氢酶β亚基变体的氨基酸序列如SEQ ID No:3所示。另外，本发明还提供了所述方法生产中所用的设备，如发酵罐等。

具体而言，在第一方面，本发明提供了持续流加发酵L-赖氨酸的方法，其包括：

（1）将表达吡啶核苷酸转氢酶变体的工程菌接入第一发酵罐于31-38℃培养10-20小时，其中所述吡啶核苷酸转氢酶变体由吡啶核苷酸转氢酶α亚基变体和吡啶核苷酸转氢酶β亚基变体组成，其中吡啶核苷酸转氢酶α亚基变体的氨基酸序列的第37位为Met；

（2）将步骤（1）获得的培养液以3-7%（体积）的接种量接种于第二发酵罐，于36-40℃培养3-8小时；

（3）向第二发酵罐持续流加糖，其中糖的每小时流加量为第二发酵罐内培养液量的0.2-0.35%（重量），进行10-18小时；和

（4）向第二发酵罐持续流加糖和氮源，其中糖的每小时流加量为第二发酵罐内培养液量的0.3-0.5%（重量），而且氮源的每小时流加量为第二发酵罐内培养液量的0.1-0.25%（重量），进行30-65小时，优选50-55小时。

在本文中，“第一”和“第二”在修饰发酵罐的时候，是为了区分所修饰的发酵罐，即第一发酵罐和第二发酵罐是不同的，但是不对发酵罐本身结构进行限定。在本文中，接种量具有本领域技术人员所能常规理解的含义，具体在以体积百分比表示的时候，指的是菌体培养液（接入的菌液）体积相对于被接入的培养基体积的百分比量。