[发明专利]使用补料分批预培养的微生物细胞工业发酵方法

说明书

本发明涉及一种用于培养生产感兴趣的产物的微生物细胞的方法，其包括补料分批预培养。

发明领域

本发明涉及一种用于培养生产感兴趣的产物的微生物细胞的方法，其包括补料分批预培养。

发明背景

微生物被广泛用作工业主力，用于生产感兴趣的产物，尤其是蛋白，特别酶。感兴趣的产物的生物技术生产是通过发酵和随后的产物纯化进行的。微生物如芽孢杆菌属(Bacillus species)能够将大量产物分泌至发酵液中。与细胞内生产相比，这允许简单的产物纯化过程，并且解释了芽孢杆菌在工业应用中的成功。

使用微生物的工业生物过程通常在尺寸超过50m³的大规模生产生物反应器中进行。由较小种子发酵罐中的至少一个培养步骤组成的预培养用来生产所需量的接种物，用于这些大规模生产生物反应器中的生产。由一个以上培养步骤组成的预培养，即涉及随后使用一个以上种子发酵罐，通常称作种子队列。种子发酵罐通常以分批模式运行。用于接种主生物反应器的接种物体积可以范围为生产生物反应器初始体积的0.1至15％(v/v)。根据接种物的量，主发酵的持续时间可以变化。更大的接种体积包含更多的生物质，因此可以显著减少直至收获所需产物的时间。但是，大于生产生物反应器初始体积15％(v/v)的接种体积从技术和经济角度来看是不合理的。因此，需要一种用于培养微生物细胞的新方法，其能够减少直至收获感兴趣的产物的时间而不超过生产生物反应器初始15％以上的接种体积。

发明概述

发明人发现以补料分批模式运行的预培养可以用来增加预培养种子发酵罐中的细胞密度，从而增加接种物中包含的生物质的量。与正常的预培养相比，本文描述的富含细胞的接种物可以用来缩短直至收获发酵罐的时间，其以分批模式运行，而不增加引入生产生物反应器的接种物体积。

因此，在第一方面，本发明涉及一种用于培养生产感兴趣的产物的微生物细胞的方法，包括以下步骤：

(a)提供所述微生物细胞的预培养物；

(b)用步骤(a)的预培养物接种生产生物反应器；以及

(c)在有利于生产所述感兴趣的产物的条件下在生产生物反应器中培养所述微生物细胞，

其中步骤(a)的预培养以补料分批模式进行。

在一个实施方案中，用于接种生产生物反应器的预培养物体积不超过生产生物反应器中存在的发酵培养基体积的15％。

在另一实施方案中，预培养包括至少两个阶段，其中所述至少两个阶段中的至少最后一个阶段以补料分批模式进行。

在另一实施方案中，在生产生物反应器中培养微生物细胞以分批模式、补料分批模式或连续发酵模式进行。

在另一实施方案中，所述微生物细胞是细菌或真菌细胞。在优选实施方案中，所述细菌细胞是芽孢杆菌细胞。

在另一实施方案中，感兴趣的产物是蛋白。在优选实施方案中，所述蛋白是酶。

因此，特别地，本发明涉及一种用于培养生产感兴趣的蛋白的芽孢杆菌细胞的方法，包括以下步骤：

(a)提供所述芽孢杆菌细胞的预培养物；

(b)用步骤(a)的预培养物接种生产生物反应器；以及

(c)在有利于生产感兴趣的蛋白的条件下在生产生物反应器中培养芽孢杆菌细胞；

其中步骤(a)的预培养以补料分批模式进行。

优选地，感兴趣的蛋白不是报告蛋白，优选不是GFP或YFP。