[发明专利]一种添加甜菜碱提高2-酮基-L-古龙酸生产强度的方法

说明书

本发明专利申请是分案申请。原案的申请号是201310693045.7，申请日是2013年12月18日，发明名称是：一种添加甜菜碱提高2-酮基-L-古龙酸生产强度的方法。

技术领域

本发明属于发酵制备维生素C技术领域，更具体地说，涉及一种添加甜菜碱提高2-酮基-L-古龙酸生产强度的方法。

背景技术

维生素C是人体必需的水溶性维生素，参与多种代谢活动。2-酮基-L-古龙酸酸 (2-keto-L-gulonic acid，以下简称 2-KLG)是合成维生素C重要的前体。目前国内主要维生素C生产厂家均采用“二步发酵法”生产工艺，这一技术的关键步骤是其第二步发酵过程，L-山梨糖在一种混合菌系作用下被生物氧化为2-KLG，该混合菌系由两种微生物组成，其中起糖酸转化作用的微生物为普通生酮基古龙酸菌，俗称小菌。混合菌系中另一种微生物为伴生菌，大多为革兰氏阳性芽孢杆菌，俗称大菌，如巨大芽孢杆菌等。在第二步发酵过程中，常出现生产前期大、小菌比例失调，大菌旺盛生长，发酵前期PH异常波动，小菌受到抑制，小菌不适应高浓发酵等现象，造成发酵周期长、能耗高等技术问题，因此，改进原有发酵生产工艺，提高2-KLG生产强度是非常必要的。

甜菜碱是一种中性物质，能够维持细胞渗透压，甜菜碱的溶解度很高，不带净电荷，其高浓度对许多酶及其他生物大分子没有影响，甚至有保护作用。目前通过添加甜菜碱来提高2-酮基-L-古龙酸生产强度尚未见文献报道。专利CN200910034773.0公开了一种添加海藻糖强化2-酮基-L-古龙酸生产强度的方法，在发酵培养基中添加海藻糖，海藻糖作为渗透保护剂，提高耐高渗透能力；专利CN201010533043.8公开了一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产强度的方法，通过在发酵培养基中添加明胶提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产强度；专利CN201210314745.6公开了一种促进2-酮基- L-古龙酸高效生产的方法，是通过在发酵培养基中添加D-核糖母液实现的。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产强度的方法，能够有效提高2-酮基-L-古龙酸的转化率，缩短发酵周期，实现高浓发酵。

   为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

   一种添加甜菜碱提高2-酮基-L-古龙酸生产强度的方法，采用普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌混合菌系为生产菌株，以L-山梨糖为底物发酵，在发酵培养基中添加0.05%~1.0%的甜菜碱。

    培养基条件为：

   固体培养基（%）：山梨糖2.0，酵母膏0.2，玉米浆0.5，尿素0.2，MgSO₄·H ₂O 0.03，KH₂PO₄ 0.02，CaCO₃ 0.5，琼脂2.5，PH6.8-7.2。

   液体种子培养基（%）：山梨糖2.0，酵母膏0.3，玉米浆0.5，尿素0.2，MgSO₄·H ₂O 0.01，KH₂PO₄ 0.02，CaCO₃ 0.5，琼脂2.5，PH6.8-7.2。

   发酵培养基（%）：山梨糖8.0，玉米浆0.5，尿素1.2，MgSO₄·H ₂O 0.02，KH₂PO₄ 0.05，CaCO₃ 0.5，PH6.8-7.2，其中山梨糖单独灭菌。

   本发明采用摇瓶培养方法培养菌种。

   种液培养条件：培养温度28-30℃，培养时间为24小时，摇床转速200rpm。

   发酵瓶培养条件：培养温度29-33℃，接种量12%，摇床转速210rpm，培养时间为72小时，发酵培养基中按实验要求添加不同浓度的甜菜碱（浓度范围0.05%~1.0%）。

   用碘量法测定发酵液中的2-酮基-L-古龙酸；用二苯胺法测定发酵液中残余的L-山梨糖。

   有益效果：本发明采用的上述工艺，发酵前期PH波动小，混合菌比例合适，菌种活力增强，2-酮基-L-古龙酸的生成速率大幅提高，可以有效缩短2-酮基-L-古龙酸的发酵周期，提高生产强度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

 本发明培养基：