[发明专利]一种采用细胞固定化和离位、间歇吸附分离ε-聚赖氨酸的发酵方法

摘要

本发明提供一种采用细胞固定化和离位、间歇吸附分离ε‑聚赖氨酸的发酵方法。以丝瓜络或海绵作为细胞固定载体，安装固定于发酵罐内搅拌子、轴及档板，随后加入发酵培养基，灭菌冷却后接入液体种子。发酵过程细胞吸附至固定化载体，实现细胞固定化；在ε‑聚赖氨酸合成阶段间歇流加灭过菌的有机氮源溶液；当发酵液中ε‑聚赖氨酸积累至3.0 g/L时，采用离子交换树脂离位分离ε‑聚赖氨酸，当发酵液重新积累至3.0 g/L时重复分离过程。本发明采用细胞固定化和离位分离技术相结合用于ε‑聚赖氨酸发酵，并结合有机氮源间歇流加，可有效促进细胞生长、产物合成以及延长合成期，显著提高ε‑聚赖氨酸发酵产量，具有实际应用推广前景。

主权项

1.一种采用细胞固定化和离位、间歇吸附分离ε‑聚赖氨酸的发酵方法，其特征在于：所述发酵方法包括如下步骤：（1）以丝瓜络或海绵为细胞固定化载体，先将其安装固定于发酵罐搅拌子、轴以及档板；随后将发酵培养基加入发酵罐内，121℃灭菌30 min，冷却至约30℃时用12.5wt.%氨水将培养基起始pH调至6.8；（2）按接种量 5% v/v将ε‑聚赖氨酸产生菌的液体种子接入发酵罐，发酵条件为搅拌子不工作即转速为0，温度30℃，空气流量1.0 vvm；（3）发酵过程中产生菌细胞吸附并生长于固定化载体，发酵液中游离细胞极少；（4）发酵开始后发酵液pH持续下降，当降至3.8即产生菌细胞开始合成ε‑聚赖氨酸时，此时开始向发酵液间歇补加灭过菌的有机氮源溶液；从此时开始利用12.5wt.%氨水使pH维持3.8直至发酵结束；（5）发酵过程细胞利用培养基中的葡萄糖，当葡萄糖降至10 g/L以下时，流加灭过菌的浓度为600 g/L葡萄糖补料至发酵液，使其浓度维持于10 g/L水平至发酵结束；（6）当发酵液ε‑聚赖氨酸积累至3.0 g/L时，利用蠕动泵的压力使发酵液经软管通过罐外灭过菌的离子交换树脂以分离发酵液中的ε‑聚赖氨酸，并使发酵液重新流入罐内，一直循环至发酵液中的ε‑聚赖氨酸完全分离；当发酵液重新积累至3 g/L时重复分离过程；（7）发酵至18‑20 d时，固定化细胞开始从固定化载体脱落和大量死亡，发酵液变混浊，ε‑聚赖氨酸的离位分离困难，且此时发酵细胞ε‑聚赖氨酸合成产率极低，作为发酵终点，ε‑聚赖氨酸发酵总浓度达到40 g/L以上。