论文部分内容阅读
肌苷发酵属于代谢控制发酵类型,原料中酵母粉在发酵过程中起重要作用,探索发酵过程关键调控因素及影响肌苷发酵生产中的重要因素是提高产量的关键。青霉素、杆菌肽等抗生素能够干扰细胞壁的合成从而可以改变细胞的透性,从而有利于产物的释放。在发酵的早期或中期加入适宜浓度的青霉素,具有一定的增产作用。加入时间早期以4h为宜,中期以30h为宜,加入的最适浓度29.5~34.5U/L。摇瓶试验4h时加入的肌苷产量比对照提高了10.71%,30h加入青霉素肌苷产量比对照提高20.93%。在中后期使用青霉素的增产效果要优于在中期使用。50L发酵罐放大试验4h加入27.5-34.0U/L的青霉素,发酵产苷与对照罐无显著差异;在发酵30h加入29.5U/L的青霉素时,肌苷产量比对照罐的产量提高了11.69%。但添加杆菌肽对肌苷发酵没有明显的促进作用。通过高效液相谱法测定发酵过程发酵液中腺嘌呤含量的浓度变化,结果表明细胞内腺嘌呤在对数期快速增加,之后有所下降并保持在相对恒定的水平,该变化过程与枯草杆菌的生长过程一致;培养基在灭菌后胞外腺嘌呤浓度较高(60mg/L左右),发酵初期快速下降并逐渐降低至一个较低的水平,中后期在25~35mg/L波动。发酵过程有利于肌苷积累的腺嘌呤的亚适量浓度水平应该在27~33mg/L附近。酵母粉中腺嘌呤类物质经过高温灭菌70%部分释放到胞外,为速效腺嘌呤类物质;30%部分仍存在于酵母中未被释放出来,为迟效腺嘌呤类物质。迟效腺嘌呤类物质的存在是维持发酵过程腺嘌呤亚适量水平的重要因素。在酵母粉的质量较差时,其腺嘌呤含量不足,可以通过向发酵培养基中补充适量的腺嘌呤,使其含量达到正常值100mg/L左右可满足发酵生产的需要。酵母膏也是富含腺嘌呤类物质的原料,用酵母膏部分替代酵母粉也是可行的,并且能够提高肌苷产量。当酵母粉用量3.3g/L、酵母膏用量4.14g/L摇瓶发酵的产量达到最高,纯酵母粉为原料时产量提高了8.00%,此时酵母粉与酵母膏的比例为4:6。用汽爆方法处理处理酵母粉的方法,可促进腺嘌呤类物质的释放,在高温高压条件的溶出率为99.07%,比未处理酵母粉提高了32.37%。摇瓶发酵用GE粉全部或者部分替代未处理酵母粉时,肌苷产量均有明显提高,当酵母粉与GE粉的用量分别为4.0g/L和4.5g/L,原料总量减少29.27%,但产量提高了11.86%。在发酵过程的中后期24h、42h分别分批补加生物素,硫胺素,核黄素,叶酸和烟酸等维生素,结果发现在摇瓶发酵的中后期24h和42h添加维生素对产苷有促进作用,其中分批补加生物素4mg/L肌苷产量比对照提高了12.35%,分批补加硫胺素2.0mg/L,此时产量比对照提高了17.82%,分批补加核黄素50μg/L量有明显的增产作用,肌苷产量提高了19.67%。将上述结果进行50L发酵罐放大试验,分批补加上述混合维生素,可提高产量9.27%。补加叶酸和烟酸效果不明显。酵母粉悬液灭菌后酵母沉淀与浸提液分开进行发酵试验,去除酵母菌体则发酵产量明显下降,表明菌体部分在发酵中有不可替代的作用。增加浸提液的用量10%时,肌苷产量达到与原酵培养基相当的水平;以此为发酵培养基(半合成培养基I),并通过分批补加方法加入酵母粉浸提液,可以明显提高肌苷产量;在上述培养基中加入蛋白胨6g/L(半合成培养基Ⅱ),有促进产苷的作用。用半合成培养基Ⅱ进行发酵罐放大试验,加入酵母粉4g/L,并按38.02ml/h的速度采用连续补加酵母上浸提液的方式进行发酵,肌苷产量比对照增加了15.73%。