[发明专利]调节压力提高重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺

说明书

本发明公开了一种调节压力提高重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺。所述工艺首先将毕赤酵母菌种液接种到灭菌的发酵培养基中，初始发酵罐压力为0.03～0.05MPa，发酵培养14～18小时后，进入甲醇诱导表达阶段，调节发酵罐压力0.06～0.08MPa。本发明在发酵过程中，选取在甲醇诱导表达阶段提高发酵罐压力，增加溶氧，提高了重组人源胶原蛋白的生物合成速率，发酵时间缩短，同时重组人源胶原蛋白的表达量增加，发酵水平提高了20％以上，节约了生产成本，特别适用于重组人源胶原蛋白的工业化大规模生产，能够为产业化生产带来巨大的实际应用价值。

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，涉及一种调节压力提高重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺。

背景技术

胶原蛋白是动物体内一类重要的蛋白质，广泛分布于皮肤、软骨、血管等组织，参与细胞的迁移、分化和繁殖，对维护细胞、组织、器官的正常生理功能起着重要的作用，在食品、饲料、美容、化妆品、医药等领域应用普遍。目前，胶原蛋白原料主要通过酸、碱、加热等物理化学方法处理如猪、牛等动物皮肤、骨骼等组织后分离纯化获得。但是，上述方法得到的胶原蛋白成分复杂，水溶性差，并且由于来自动物组织，存在病毒隐患，限制了胶原蛋白在医药方面的应用。

随着DNA重组技术的迅速发展，各种宿主细胞被选为基因工程菌用于表达胶原蛋白。与传统工艺相比，胶原蛋白的基因工程菌发酵工艺具有生产原料易得、环保、产品质量稳定等优点，但是也存在着发酵周期较长，生产效率较低等问题。中国专利201010602214.8公开了一种毕赤酵母表达重组类人胶原蛋白的生产方法，采用巴斯德毕赤酵母Pichiapastoris C13为菌种，重组胶原蛋白表达量为5g/L，发酵周期99小时，发酵水平为0.051g/L·h，发酵周期虽短，但蛋白表达量和发酵水平过低。中国专利201110327865.5构建了一种重组人源胶原蛋白的巴氏毕赤酵母基因工程菌，基因工程菌经发酵培养得到重组人源胶原蛋白，发酵周期为136小时，蛋白表达量为16g/L，发酵水平为0.118g/L·h，蛋白表达量虽有提高，但是发酵周期过长，发酵水平较低。因此，进一步地缩短发酵时间，提高蛋白表达量，进而提高发酵水平，有利于胶原蛋白的工业化大规模生产，能够为产业化生产带来实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调节压力提高重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺。所述工艺在初始生长阶段控制发酵罐压力为0.03～0.05MPa，在甲醇诱导阶段，提高发酵罐压力至0.06～0.08MPa，增加溶氧，缩短了发酵周期，提高了重组人源胶原蛋白的表达量，进一步提升了重组人源胶原蛋白的生产水平。

本发明的技术方案如下：

调节压力提高重组人源胶原蛋白生产水平的发酵工艺，包括以下步骤：将毕赤酵母菌种液接种到灭菌的发酵培养基中，初始发酵罐压力为0.03～0.05MPa，发酵培养14～18小时后，进入甲醇诱导表达阶段，调节发酵罐压力0.06～0.08MPa。

本发明所述的毕赤酵母为巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris，已于2011年6月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.5021，并在中国专利201110327865.5中充分公开。

本发明所述的毕赤酵母发酵培养基采用现有配方，可以是：85％H₃PO₄6.6～26.7mL/L，CaSO₄·2H₂O 0.3～1.175g/L，K₂SO₄ 4.5～18.2g/L，MgSO₄·7H₂O 3.7～14.9g/L，KOH 1.0～4.13g/L，甘油10.0～40.0g/L，PTM1溶液0.435～4.35mL/L。

本发明的发酵工艺中，毕赤酵母菌种液的接种量为8～12％，发酵温度为28～30℃，氨水调节pH为5.0～5.2，溶氧不低于20％，甲醇诱导时间为90～120小时。