L-色氨酸生产菌的选育及其发酵条件的研究

氨基酸

维普资讯 氨基酸和生物资源A n￣ is& Boi R suel2 0, 5 3: l 3 mi e o. d it eore 0 3 2 ( ) 4一4 c 41

L一色氨酸生产菌的选育及其发酵条件的研究王健，陈宁，谭青乔，张克旭

(津科技大学食品科学与生物工程学院，天天津 30 2 ) 0 22摘要：以代谢控制发酵理论为指导， L对一色氨酸产生菌的定向选育、摇瓶发酵条件、0L发酵罐发酵条件进行了研究。 3 以谷氨酸棒杆菌 一3 ( h‘+’为出发菌株，硫酸二乙醋 ( E )次诱变处理，向选育出一株 L一色氨酸产生菌 2Pe )经 D S多定 3进行了 3酵罐分 0L发 ' ' 3Pe r￣ (h‘+Tr Q y‘+5￣"一ll+5一F r r+S l I'。以摇瓶分批发酵最优条件为基础，菌株 G+CI )￣ I对批发酵试验，菌株发酵 6h产 L该 4,一色氨酸 7. gL。 2 ~ 8

关t坷：一色氨酸； L谷氨酸棒杆菌；变育种；诱发酵中圈分类号 tQ 2 T 92文献标识码： A文章编号：06—87 (o3 0—0 4—0 10 36 20 )3 0 1 3

近年来，着色氨酸在医药、品和饲料等方面随食应用的开拓，场需求量不断增加…。全世界年总市需求量达 l'以上，实际产量仅有 l0 t右。 ot而 O0左远远不能满足市场需求n。酶法和和微生物转化法产 l

L一。 1SO, 0 01 t. e 0. g L~。 e O4‘ H2 0. g’ F. S 7 0 O1 L一， VBI 0 tg。 3 0￣ VH 0 t p 2 0￣ g, H7.— 7. 0 2o

1 2 3发酵培养基各成分质量浓度： ..葡萄糖 17g 2 L ( )S 4 2g L,h 0 1g L, 0.5g~,N 2 O ~ P e .5‘~ 4 1

酸水平低已困扰研究工作者多年b,后有 O a u】先 smK rhsi 、 a u a yih ua ah等H l K t m t R o i等根据代谢控 s a c制发酵原理对 L一色氨酸发酵进行了研究。本文以

L豆饼水解液 1 L玉米浆 2 L H P . . ~, 9m, 2m,K 2 O 10g’

L M S| 7 2 .’一， lo‘ 0

0 O 一。 g o‘ H 0 0 4 g L MI 4 . 1g S

L‘ F O。 H 0 0 O’‘, B O t, H 5,‘, 4 7 2 . 1g L‘ V IlOt V 0 g . g

谷氨酸棒杆菌 T 5—3 ( i’+T r为出发菌株， x 2 Pl e y一)

C C 3 0g L (消 ) p 7 0—7 2 a 0 分 2,H . .。13方法 .

经硫酸二乙酯 ( E )次诱变处理，向选育出一 DS多定株 L一色氨酸产生菌 ' 2 2 ( h一+T r r 23 P e Q y‘+5一IT￣' I+5一 f f+ S"+ CN )在优化条件下，株 . I G I。菌l 2z ' 2 3发酵产 L Q一色氨酸 7 2 一。 .8g L 1材料与方法1 1材料 .

1 3 1 D S诱变 . . E曲线。 13 2发酵 ..

采用 D S最终体积分数为 1 E(%)

进行诱变，测定不同诱变时间的杀菌率，制致死率绘

13 2 1摇瓶发酵 . ..

种龄 1h装液量 ( 0m. O m 6, 3 1SO￣)接种量 8, J,%初始 p 7 2 3【,6r i,2。 H .,2 c 9 r n 7 h=/ a

谷氨酸棒杆菌 ( oyeat/m gu mcm) C r be r l a i n el￣ t u一

3,津科技大学代谢控制发酵研究室保藏菌种。 2天

13 2 2 3 布朗自控发酵罐发酵 . . . 0 LB.

12培养基 .

按料液 1L配制，酵罐先于 11【空消 5发 2= c3rn然后 11实消 2rn 0 i。 a 2℃ 0 i。转速控制 4 0/ i。 a 0 r n a r通风体积比 1 1 vv。加氨水自动控制 p .。:(/)流 H 7 0 13 3分析方法 .. 13 3 1色氨酸测定：用比色法测定 n。 .. .采】13 3 2 p . . . H的测定：用 p 5 5—9.采 H . 0精密试纸测定。

12 1液体完全培养基各成分质量浓度：萄糖 .. 葡 5‘一，白胨 1 ~,肉膏 1 ~。 gL蛋 0g L牛 0g L酵母膏 5g ‘ Na 5 g L, L’, CI2. ‘ pH 0— 7 7.2 no 0 mi.

20 05bp。 .7 la灭菌

122种子培养基各成分质量浓度：萄糖 4 ..葡 0 gL ( i )S . . ~,米浆 3 r

酵母浸膏一， N l 2O 4 0 g L玉， O L, a

粉 6g L r￣P 410g L Mgo H 0 0 4g ‘一， d O .‘一， s 47 2 .‘收穰 E期：03— 3—1 l 20 0 1

13 3 3葡萄糖的测定：用 S A一4 A谷氨酸一 . ..采 B 0 葡萄糖分析仪测定。

基金项目：天津市科委攻关项目( 3l l 9 l 71 8 3 )

2结果与讨论

作者简介：王健( 7一，博士研究生， 1 6 )女， 9研究方向为代谢控制发

2 1诱变条件的选择 .

酵。

硫酸二乙酯能与 D A中碱基的磷酸部分发生 N

氨基酸

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4 2

王健， .L一色氨酸生产菌的选育及其发酵条件的研究等

烷化作用，而引起 D A复制时碱基配对的转换或从 N

转速控制在 3 0r i,风量控制在 1 d i 0 rn通/ a 5Im n时溶氧显示值很快降为 0发酵时间多于 2 h仍不见菌， 0体浓度增殖，H一直出现下降趋势； p遂将转速提高

颠换。目前倾向于认为较低的杀菌率下，向突变正率更高。一般采用杀菌率 7% 8%甚至更低。 0 0本研究采用体积分数为 1%的 D S于 3￣进行诱变 E 2C∞∞∞ ∞∞∞∞∞ m 0

处理。D S诱变时间与致死率的关系如图 1示。 E所

工,

厶

一

2V

留

甜

馨袋

0 6 I I 2 3 3 4 4 5 6 6 7 2 8 4 0 6 2 8 4 0 6 2

发酵时问， ho I o 2 0 3 0 40 5 0 6 0 7 0

诱变时间/ i a rn

圈 3 T 22 Q 2 3菌株发酵过程曲线

圈 1 D S的致死率曲线 E

到 4 Or i,风量提高到 2 / i,体浓度增殖 O rn通/ a 0 Lrn菌 a马上加快， H开始上升，段时间后又开始下降。 p一 显然，菌种前期长菌耗氧量比较大。发酵后期，该发现耗糖速度下降，不耗氨，H上升；降低转速到也 p遂

工 A4 2

根据图 1所示结果，定用 D S处理的最佳时确 E间为 3 r n 0 io a 2 2目的突变株的选育 .

30/ i,风量降到 1/ i。体又开始耗糖、 0 r n通 a r 5 Lr n菌 a耗

氨，发酵产酸增加。这说明发酵后期的溶解氧不能太高，利于发酵产酸。不 2 5 3 L自控发酵罐分批发酵过程分析 . 0

根据代谢控制发酵原理，硫酸二乙酯进行诱经变，向选育出具有 5一甲基色氨酸抗性、定 5一氟色

氨酸抗性、肉桂酸抗性和磺胺胍抗性的突变株T 2 2。其诱变谱系如图 2示。 Q 23所诱变谱系谷氨酸棒杆菌 T5 2 x—3lD S诱变 E5一Mr 2. 4 1

采用 3 布朗自控发酵罐，酵过程曲线如 0LB.发图 4所示，酵 6 发 4h产 L一色氨酸 7 2 ~。图 .6g L中 O啪为稀释 5 D 0倍测定，糖质量浓度单位为 1残 0

L一色氨酸产质量浓度/gL ) ( 07 . 2

gL ~。T 22 Q 2 3在 3 酵罐上试验产 L一色氨酸 0L发 7 2 ~,酸水平较高，传性能稳定，预测该 .6g L产遗菌株仍有继续提高产酸水平的潜力。

lD S诱变 E5一 M+ 5一兀 t r 4. 4 1

lD S诱变 EIO .

5一h 1+5一F t+C N f广 T I

49 .8o8 . oD

lD S诱变 E5一 h r+5一F t+C N f T I+S G 6. 6 7

06 .

圈 2 T 22 Q 23的诱变谱系04 .

23 T 22 . Q 2 3茵株摇瓶发酵过程曲线在发酵过程中，时取样，定了残糖、 D值、定测 O

02 .

00 .

p H值和色氨酸生成的情况，酵过程曲线如图 3所发示。

0

8

I 2 3 4 48 6 4 2 0

. 6 5 6 4

培养时间， h

2 4 3 L发酵罐溶氧条件的确定 . 0

+

残糖量 ( )—L (,)%—却 gL

—☆一 p H值—▲一 OD

考察了谷氨酸棒杆菌 T 2 2 Q 2 3在 3 L发酵罐上 0溶氧对菌体生长和发酵产酸的影响。实验发现，当

图 4 3 L发酵罐分批发酵过程曲线 0

氨基酸

维普资讯 氨基酸和生物资源 43

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.Bo. hm. i Ce, 1

S u y o e d n fL— t y t p a— p o u i g S r i n t t d n Br e i g o r po h n r d c n t a n a d Is Fe m e t to n tO l r n a i n Co d i I i S

WA G J n C E ig T N Qn—qa,Z A G K—X N i, H N Nn, A ig i a o H N e U( o eeo odSi c n i n i e n C lg F o c nea dBo gn r g,Taj n e i l f e e ei in nU i rt o i v syfSi ea ehooy in n3 0 2,C i ) c n n Tcnl,Taf 0 2 2 hn e

c d g i aAb t a t T e d n n eme tto o di o so s r c: hebre i g a d f r n ain c n t n fL—ty t p a—p o u ig su n r tdid.A i r po h n r d cn t we esu e L—ty t- rpo

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2 0《交水稻》订启事 0 4年杂征<杂交水稻>由国家杂交水稻工程技术研究中心和湖南杂交水稻研究中心主办的、国内外公开发行是对的专业技术刊物，第二届国家期刊奖提名奖，获为全国中文核心期刊、国优秀科技期刊、国期刊方阵“全中双效”刊、期湖南省优秀科技期刊、湖南省一级期刊，南省首届“佳”技期刊。主要宣传报道我国及国外杂湖十科交水稻研究、应用中的最新成果、展、进动态、术经验和信息等。辟有专题与综述、育选配、培技术、技选栽繁殖制种、新组合、础理论、基国外动态和简讯等栏目。双月刊， 1大 6开本，0页，单月出版， 8逢自办发行 (即不在邮局征订 )。每册定价 5 o元， .0

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