提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法

摘要

本发明公开了一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其包括以下步骤：将培养好的生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液接入到含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%；用50%磷酸溶液把PH值调节至4.5~5.0，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值至6.7~7.3，并加入胰酪蛋白胨。本发明有效提高混菌系生物合成2-KLG的速率，达到提高发酵生产效率的目的。

权利要求

1.一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其特征在于，其包括以下步骤：将培养好的生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液接入到含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始pH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%；用50%磷酸溶液把pH值调节至4.5~5.0，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵pH值至6.7~7.3，并加入胰酪蛋白胨；所述发酵容器采用10升自动发酵罐；所述胰酪蛋白胨的添加量为0.05%~0.3%；所述生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液的体积为1升。

说明书

提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种提高生产效率的方法，特别是涉及一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法。

背景技术

[0002] 2-酮基-L-古龙酸（以下简称2-KLG）是合成维生素C的重要中间体，目前国内主要维生素C生产商均采用“二步发酵法”生产工艺，此工艺的关键步骤是其第二步发酵过程：L-山梨糖在普通生酮基古龙酸菌（Ketogulonigenium vulgare俗称小菌）和巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium俗称大菌）组成的混合菌系作用下被生物氧化为2-KLG，其中普通生酮基古龙酸菌产2-KLG，巨大芽孢杆菌为伴生菌，不产2-KLG，由于该发酵工艺采用混菌发酵模式，其很难有效控制发酵生产过程中的混菌比例达到理想状态，在实际生产中仍存在周期长、能耗高等制约生产效率的技术瓶颈问题，因此通过改进原有的发酵生产工艺调节混菌比例，提高2-KLG发酵生产效率是非常重要的。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其通过使用酸碱调节发酵PH值，改变发酵液的环境，调节巨大芽孢杆菌和普通生酮基古龙酸菌的生理状态，并在发酵过程中添加胰酪蛋白胨（酪蛋白胨），从而有效提高混菌系生物合成2-KLG的速率，达到提高发酵生产效率的目的。

[0004] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其特征在于，其包括以下步骤：将培养好的生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液接入到含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%；用50%磷酸溶液把PH值调节至4.5~5.0，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值至6.7~
7.3，并加入胰酪蛋白胨。

[0005] 优选地，所述发酵容器采用10升自动发酵罐。

[0006] 优选地，所述胰酪蛋白胨的添加量为0.05%~0.3%。

[0007] 优选地，所述生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液的体积为1升。

[0008] 本发明的积极进步效果在于：本发明工艺可以使2-KLG的生物合成速率较原工艺提高20%以上，提高了发酵效率，节约了生产成本。

具体实施方式

[0009] 以下以通过优选实施例对本发明工艺作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

[0010] 实施例1：

[0011] 对照组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液1升，接入到3.5升含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵容器采用10升自动发酵罐，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始PH值6.7，培养8小时开始用25%的碳酸钠溶液控制发酵液PH值7.2，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%，温度控制30℃；发酵液终点2-KLG含量为101.74mg/m，发酵周期52小时，产酸速率1.96mg/ml·h。

[0012] 实验组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液1升，接入到3.5升含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用10升自动发酵罐，搅拌转速400rpm，通气比
1：1，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%。培养6小时，用50%磷酸溶液把PH值从7.4调节至5.0，继续培养1小时，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值 7.3，并加入0.05%胰酪蛋白胨；发酵液终点2-KLG含量为
100.87mg/ml，发酵周期42小时，产酸速率2.40mg/ml·h，较对照组产酸速率提高22.45%。

[0013] 实施例2：

[0014] 对照组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液10升，接入到35升含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用100升自动发酵罐，搅拌转速280rpm，通气比1：0.8，培养基初始PH值6.7，培养8小时开始用25%的碳酸钠溶液控制发酵液PH值7.0，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%，温度控制31℃；发酵液终点2-KLG含量为102.24mg/m，发酵周期50小时，产酸速率2.04mg/ml·h。

[0015] 实验组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液10升，接入到35升含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用100升自动发酵罐，搅拌转速400rpm，通气比1：0.8，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%。培养5小时，用50%磷酸溶液将发酵液PH值从7.3调节至4.8，继续培养1.5小时，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值 7.0，并加入0.15%胰酪蛋白胨；发酵液终点2-KLG含量为102.54mg/ml，发酵周期40小时，产酸速率2.56mg/ml·h，较对照组产酸速率提高25.49%。

[0016] 实施例3：

[0017] 对照组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液6m3，接入到18m3含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用50m3标准发酵罐，搅拌转速150rpm，通气比
1：0.4，培养基初始PH值6.7，培养8小时开始用25%的碳酸钠溶液控制发酵液PH值7.3，培养
10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%，温度控制31℃；发酵液终点2-KLG含量为101.12mg/m，发酵周期49小时，产酸速率2.06mg/ml·h。

[0018] 实验组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液6m3，接入到18m3含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用50m3标准发酵罐，搅拌转速150rpm，通气比
1：0.4，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终