发酵法生产色氨酸
色氨酸生产工艺
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色氨酸生产工艺色氨酸是一种重要的氨基酸,在医学、食品、营养等领域有广泛的应用。
色氨酸的生产工艺通常分为微生物发酵法和合成法两种。
微生物发酵法是目前广泛应用的色氨酸生产工艺。
该工艺主要使用大肠杆菌、酵母菌等微生物发酵产生色氨酸。
具体步骤如下:1. 菌种培养:首先选取适宜的菌株,并进行菌种的制备。
菌种培养可以采用液体培养或固体培养方法,通过控制培养基的成分和培养条件,提高菌种的活力和产量。
2. 发酵过程:将培养好的菌种接种到发酵罐中,提供适宜的发酵环境,包括温度、pH值、氧气供应等。
通过调控发酵条件,促进菌株的生长和代谢,从而产生色氨酸。
3. 收获和提取:发酵结束后,通过离心等方式将发酵液和菌体分离。
然后对发酵液进行浓缩处理,进一步提高色氨酸的浓度。
最后,使用萃取剂或离子交换树脂等方法提取纯化色氨酸。
合成法是另一种色氨酸的生产工艺。
这种方法主要通过化学合成的方式制备色氨酸。
具体步骤如下:1. 反应原料准备:选取适宜的原料,包括苯丙酮、苯乙酮、甲基丙烯酸酯等。
这些原料通过合成反应可以形成色氨酸的结构骨架。
2. 合成反应:将原料加入反应釜中,加入催化剂和溶剂,并控制反应的温度和压力。
通过加热和搅拌等手段促进反应的进行,最终生成色氨酸。
3. 分离和纯化:反应结束后,将反应液通过蒸馏、结晶、萃取等方法进行分离和纯化。
这一步骤可以去除杂质,提高色氨酸的纯度。
两种工艺各有优劣,微生物发酵法相对来说更环保和可持续,但工艺相对复杂,生产成本较高;合成法则生产成本较低,但需要大量的化学合成步骤,对环境有一定的影响。
因此,在实际应用中需根据需求和条件等因素选择合适的工艺进行色氨酸的生产。
大肠杆菌发酵生产L-色氨酸工艺简析
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大肠杆菌发酵生产L-色氨酸工艺简析廖韦红;褚宏;纪衍英【摘要】本文对L-色氨酸进行了简要概述,指出利用大肠杆菌工程菌直接发酵生产L-色氨酸为国内主流方法,并对其成熟的发酵工艺控制、提取工艺进行了简析,并指出部分可进一步优化的工艺点。
其中发酵工艺简析包括菌种培养基增加一定溶度抗生素和控制发酵温度来控制质粒稳定性;分析物料作用并提出优化后的种子、发酵培养基组成;菌种无需控制溶氧,而发酵则用溶氧反馈补料;控制乙酸和氨氮浓度、顺序升温缩短周期降低抑制性副产物作用。
分离提取工艺简析包括硫酸酸化p H2-3,陶瓷膜过滤并控制滤液平均单位为14000-18000u/ml,阳离子树脂纯化,醋酸调pH5.89,0.5%活性炭60℃脱色20-30min,蒸发浓缩结晶,纯化水洗涤整条工艺路线。
【期刊名称】《生物技术世界》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】2页(P11-12)【关键词】L-色氨酸;大肠杆菌;发酵生产;提取;工艺【作者】廖韦红;褚宏;纪衍英【作者单位】[1]山东鲁抗生物制造有限公司,山东邹城273517;[2]山东鲁抗医药股份有限公司,山东济宁272000;[3]山东鲁抗立科有限公司,山东济宁272000【正文语种】中文【中图分类】TQ92L-色氨酸,1825年首次被发现,是第二必需氨基酸,广泛应用于各行业。
化学名为α-氨基-β-吲哚丙酸,白色或微黄色片状晶体或粉末,溶于水,在稀酸或稀碱中较稳定。
在有NaOH、CuSO4存在下加热会分解产生大量吲哚。
其生产方法最早是化学合成法和蛋白质水解法,在上世纪90年代就被酶促转化法所替代。
又因酶促反应法底物价格高,转化率低,很快被微生物发酵法替代,有添加前体发酵和直接发酵两种形式。
前体物的价格比较昂贵,不利于降低成本。
又随着重组DNA技术在L-色氨酸生产菌株的筛选中的可靠应用,使直接发酵法更具优势,成为目前的主流工业方法。
L-色氨酸生产菌株有谷氨酸棒杆菌,黄色短杆菌,枯草杆菌,重组大肠杆菌。
色氨酸发酵工艺原理及工业生产
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色氨酸发酵工艺原理及工业生产一、引言色氨酸(Tryptophan)是一种重要的氨基酸,广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
其发酵工艺是通过微生物发酵生产,本文将详细介绍色氨酸发酵的工艺原理及工业生产过程。
二、色氨酸发酵工艺原理色氨酸发酵的工艺原理主要包括菌种选用、发酵条件控制和代谢途径调控。
1. 菌种选用色氨酸发酵主要采用大肠杆菌(Escherichia coli)和窄叶链霉菌(Streptomyces griseus)等菌种。
这些菌种具有较高的色氨酸产量和较好的代谢途径。
2. 发酵条件控制色氨酸发酵的关键条件包括温度、pH值、氧气供应和营养物质供应等。
(1)温度:普通在37°C摆布进行发酵,这是因为该温度下菌种生长较快,代谢活性较高。
(2)pH值:色氨酸发酵过程中,pH值的控制对菌种的生长和产酸有重要影响。
普通控制在pH 6.5-7.5之间。
(3)氧气供应:色氨酸发酵需要较好的氧气供应,可以通过搅拌或者通入氧气气体来增加氧气的溶解度。
(4)营养物质供应:菌种在发酵过程中需要合适的营养物质供应,如碳源、氮源、矿物盐等。
其中,葡萄糖常用作碳源,酵母浸粉常用作氮源。
3. 代谢途径调控色氨酸的生物合成途径包括芳香族氨基酸途径和缬氨酸途径。
通过调控这两个途径的代谢,可以增加色氨酸的产量。
三、色氨酸工业生产过程色氨酸的工业生产主要包括菌种培养、发酵、分离纯化和产品制备等步骤。
1. 菌种培养首先,选用合适的菌种进行培养。
通过菌种的预培养和扩大培养,获得足够的活菌量用于发酵。
2. 发酵将培养好的菌种接种到发酵罐中,控制好发酵条件,如温度、pH值、氧气供应和营养物质供应等。
发酵过程普通持续数十小时至数百小时,期间监测菌种生长和产酸情况。
3. 分离纯化发酵结束后,需要对发酵液进行分离纯化,以获取色氨酸。
普通采用离心、过滤、吸附等方法进行分离。
最后,通过结晶、溶剂萃取等技术手段纯化色氨酸。
4. 产品制备纯化后的色氨酸可以用于医药、食品、化妆品等领域。
发酵法生产色氨酸
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发酵法生产色氨酸的研究刘辉 047111230摘要:色氨酸是人和动物生命活动中8种必需氨基酸之一,对人和动物的生长发育、新陈代谢起着非常重要的作用。
随着市场需求的不断增加,提高色氨酸生产能力成为全球热点。
本文综述了色氨酸应用及生产技术包括发酵生产色氨酸的菌种选育、发酵培养基原料和发酵工艺等方面的研究进展。
关键词:发酵法色氨酸1、发酵法生产色氨酸过程中的菌种选育生产菌种选育是发酵工业中最为关键的工作,受到普遍的重视。
过去发酵法生产色氨酸采用的是在培养基中添加吲哚或邻氨基苯甲酸的方法,此法因必须采用高价的吲哚或邻氨基苯甲酸做前体物质,使色氨酸的生产存在着成本高的缺点。
而且由于这些前体物质对微生物的生长有毒害作用,故不能大量使用[1]。
目前,利用糖质原料直接发酵生产色氨酸的国内外报道不多[2-3],主要是因为色氨酸在微生物体内代途径较长且存在着多种严格的调节机制,致-色氨酸的生产菌种产酸较低,达不到工业化生产的要求。
色氨酸的生产菌种有谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutanicum)、黄色短杆菌(Bre-vibacteriumflavum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus sub-tilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、产朊假丝酵母(Candida utilis)等,其中绝大多数为细菌[1]。
2、发酵法生产色氨酸过程中的发酵条件的选择色氨酸发酵过程中菌种的质粒稳定性对发酵水平高低有严重影响,维持发酵高产酸就要保证发酵过程菌种质粒稳定。
在培养过程可以通过调节适当罐压、培养温度、溶氧控制水平、底料中酵母抽提物添加量等方面进行控制,保证发酵过程中不发生质粒丢失现象。
色氨酸发酵液中乙酸浓度高时对色氨酸生产菌的生长和产酸均有抑制作用,发酵过程中可以通过调节溶氧控制水平、初始葡萄糖浓度、发酵葡萄糖浓度及控制菌体比生长速率等方面进行控制,减少发酵液中乙酸的生成。
色氨酸发酵过程中产大量的热,为了维持发酵温度的稳定,必须采取适当的降温措施,在发酵罐外部加上冷却盘管,采用冰水降温,控制发酵温度33℃左右。
色氨酸发酵
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色氨酸发酵班级:生物3111 姓名:解成文学号:3112112108摘要:色氨酸是人和动物生命活动中8种必需氨基酸之一,对人和动物的生长发育、新陈代谢起着非常重要的作用。
随着市场需求的不断增加,提高色氨酸生产能力成为全球热点。
本文综述了色氨酸应用及生产技术包括发酵生产色氨酸的菌种选育、发酵培养基原料和发酵工艺等方面的研究进展。
关键词:发酵法色氨酸1、发酵法生产色氨酸过程中的菌种选育生产菌种选育是发酵工业中最为关键的工作,受到普遍的重视。
过去发酵法生产色氨酸采用的是在培养基中添加吲哚或邻氨基苯甲酸的方法,此法因必须采用高价的吲哚或邻氨基苯甲酸做前体物质,使色氨酸的生产存在着成本高的缺点。
而且由于这些前体物质对微生物的生长有毒害作用,故不能大量使用。
目前,利用糖质原料直接发酵生产色氨酸的国内外报道不多,主要是因为色氨酸在微生物体内代途径较长且存在着多种严格的调节机制,致-色氨酸的生产菌种产酸较低,达不到工业化生产的要求。
色氨酸的生产菌种有谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutanicum)、黄色短杆菌(Bre-vibacteriumflavum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus sub-tilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、产朊假丝酵母(Candida utilis)等,其中绝大多数为细菌。
2、发酵法生产色氨酸过程中的发酵条件的选择色氨酸发酵过程中菌种的质粒稳定性对发酵水平高低有严重影响,维持发酵高产酸就要保证发酵过程菌种质粒稳定。
在培养过程可以通过调节适当罐压、培养温度、溶氧控制水平、底料中酵母抽提物添加量等方面进行控制,保证发酵过程中不发生质粒丢失现象。
色氨酸发酵液中乙酸浓度高时对色氨酸生产菌的生长和产酸均有抑制作用,发酵过程中可以通过调节溶氧控制水平、初始葡萄糖浓度、发酵葡萄糖浓度及控制菌体比生长速率等方面进行控制,减少发酵液中乙酸的生成。
色氨酸发酵过程中产大量的热,为了维持发酵温度的稳定,必须采取适当的降温措施,在发酵罐外部加上冷却盘管,采用冰水降温,控制发酵温度33℃左右。
工程菌发酵生产色氨酸
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工程菌发酵生产色氨酸一、实验目的1.了解以细菌(大肠杆菌)为产生菌,获得初级代谢产物为目的的液体深层发酵方法。
2.学习细菌发酵生产氨基酸过程中的菌体生长的规律以及发酵产酸的规律。
3.了解发酵液中色氨酸含量的检测方法。
二、实验原理L-色氨酸化学名称为L-氨基吲哚基丙酸,分子式:C11H12N2O2,分子量:204.23,它是含有吲哚基的中性芳香族氨基酸。
OOHNH2NH色氨酸的化学结构式L-色氨酸是人体和动物生命活动中八种必需氨基酸之一,对人和动物的生长发育、新陈代谢起着重要的作用,被称为第二必需氨基酸,广泛应用于医药、食品和饲料等方面。
L-色氨酸的生产最早主要是依靠化学合成法和蛋白质水解法制造。
随着色氨酸市场的开拓,微生物法生产色氨酸的方法现已走向实用并且处于主导地位。
微生物法大体上可以分为直接发酵法、微生物转化法和酶法。
直接发酵法是以葡萄糖、甘蔗糖蜜等廉价原料为碳源,利用优良的色氨酸产生菌来生产色氨酸。
由于色氨酸合成的多重反馈抑制机制及弱化子调节机制,加上整个芳香族氨基酸代谢流在生物体内本来就较弱,使得该法在相当长的一段时间内达不到工业化生产的要求。
随着重组DNA技术在微生物育种中的应用,为优良的色氨酸生产菌株的筛选和产酸水平的提高提供了可靠的技术保障,使微生物直接发酵法生产色氨酸成为一种廉价的工业化生产方法。
微生物转化法是使用葡萄糖作为碳源,同时添加合成色氨酸所需的前体物(如邻氨基苯甲酸、吲哚、L-丝氨酸等),利用微生物的色氨酸合成酶系转化前体来合成色氨酸。
酶法是利用微生物中色氨酸生物合成酶系的催化功能生产色氨酸。
这些酶包括色氨酸酶、色氨酸合成酶、丝氨酸消旋酶等。
酶法一般由酶源菌体的培养、菌体的分离洗涤、固定化和催化反应等几个阶段组成。
酶法能够利用化工合成的前体物为原料,既充分发挥了有机合成技术的优势,又具有产物浓度高、收率高、纯度高、副产物少、精制操作容易的优点,是一种成本较低的工业化生产色氨酸的方法。
大肠杆菌发酵生产l-色氨酸的研究
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大肠杆菌发酵生产l-色氨酸的研究
l-色氨酸是一种重要的有机化合物,具有大量应用价值,即可作为兽药制剂剂型的基础,也可做为磷脂酰肌醇单元来承载细胞激素,同时具有重要的生物有效性,可作为肌肉组织保护剂、抗骨质流失剂等。
为了解决医药工业需求的增长,有效开发生产l-色氨酸的技术方案是迫在眉睫的问题。
近年来,研究人员借助大肠杆菌发酵的方式对l-色氨酸的生产进行了探索。
其中,利用菌株工程技术向大肠杆菌中植入表达l-色氨酸的基因是实现大肠杆菌发酵生产l-色氨酸的关键技术。
另外,研究者们在工艺参数方面也做出了努力,如尝试各种发酵梯度、进步多步次发酵等,以期最大化发酵效率。
此外,加入多种培养液补充剂也非常有助于加速发酵过程,如糖和氨基酸等。
同时,根据电子隐形色谱的结果确定l-色氨酸的产出也是生产过程的关键。
因为一般来说,l-色氨酸产出低于其他相关产物,所以研究者们需要合理操作、改进发酵参数来提高l-色氨酸的产出率。
总之,大肠杆菌发酵生产l-色氨酸是充分考虑发酵参数、改进工艺方案以及利用现有技术,从而实现可持续、可控、高效的新型发酵技术。
只有把这些元素完美结合起来,才能使大肠杆菌发酵生产l-色氨酸的研究取得实效。
色氨酸发酵工艺原理及工业生产
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湖北大学发酵工程与设备课程设计题目色氨酸发酵工艺专业年级 08生物工程学生姓名赵雄峰学号 ****************指导老师李亚东2011 年 6 月 4 日目录1前言------------------------------------------------32发酵机制--------------------------------------------63发酵工艺及特点--------------------------------------74菌种的制备及种子的扩大培养--------------------------95培养基的组成及制备----------------------------------12 6无菌空气制备系统-----------------------------------137部分工艺计算----------------------------------------15 8三废处理--------------------------------------------17 9参考文献---------------------------------------------18一. 前言L-色氨酸是种重要的氨基酸,广泛应用于医药、食品和饲料等行业。
近年来,各行业对L-色氨酸的需求量日益增加,而现有产量远不能满足国内外市场的需求。
因此,开发微生物酶法生产L-色氨酸的工艺路线具有广阔的应用前景。
目前我国市场上销售的[色氨酸主要依靠进口,我国国务院已于2004、 2007年将I 色氨酸生产列入"鼓励外商投资产业目录"之中。
直接发酵法生产[色氨酸的研究,对发展我国氨基酸发酵工业具有重大的意义。
本文对发酵液中色氨酸的快速测定、出发菌株的生理特征和产酸特性、I色氨酸高产菌株的选育及发酵条件的优化进行了重点研究。
1.1色氨酸的理化性质色氨酸属于中性芳香族氨基酸,结构中含有吲哚基,在生物体中,色氨酸以结图1-1色氨酸的结构式合态或游离态存在。
微生物发酵法生产L-色氨酸的研究进展
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微生物发酵法生产L-色氨酸的研究进展闻亚红;刘杰;黄建民【摘要】Referring to the research reports on microbial fermentation production of tryptophan, this article reviews the biosynthetic pathway and metabolicregulationmechanismoftheL-tryptophan,focusesonthecurrentsituationofacidproducingbacteriaselection andfermentationoptimiza-tionofL- tryptophanusingrecombinantDNAtechnology,itmaygivesomehelptothestud yonL- tryptophan.%依据国内外利用微生物发酵法生产L-色氨酸的研究报道,本文系统归纳了L-色氨酸的理化性质、应用及其主要生产方法的研究进展,重点介绍了L-色氨酸高产菌株的选育与发酵优化的研究现状,为工业化生产提供一定依据。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】2页(P10-11)【关键词】L- 色氨酸;微生物发酵法;工业化;最新进展【作者】闻亚红;刘杰;黄建民【作者单位】江苏江山制药有限公司,江苏靖江214500;江苏江山制药有限公司,江苏靖江 214500;江苏江山制药有限公司,江苏靖江 214500【正文语种】中文1 色氨酸的理化性质色氨酸又名氨基吲哚丙酸,分子式:C11H12N2O2,分子量:204.23,为白色或微黄色的叶片状结晶或粉末,无臭或微臭。
有L-型(左旋)、D-型(右旋)和DL-型(消旋)三种旋光异构体,其中L-型稍有苦味、DL-型和D-型味稍甜,能被人类和动物吸收利用的只有L-型。
在水中微溶,溶解度为1.14g(25℃),可溶于热吡啶、稀酸或稀碱,微溶于乙醇;若长时间光照则着色,迅速加热至210℃时发黄,289℃分解;与水共热时可产生少量吲哚,如与氢氧化钠、硫酸铜共存时加热,可产生大量吲哚;与酸在暗处加热较稳定,与其他氨基酸、糖类、醛类共存时极易分解。
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发酵法生产色氨酸的研究刘辉 047111230摘要:色氨酸是人和动物生命活动中8种必需氨基酸之一,对人和动物的生长发育、新陈代谢起着非常重要的作用。
随着市场需求的不断增加,提高色氨酸生产能力成为全球热点。
本文综述了色氨酸应用及生产技术包括发酵生产色氨酸的菌种选育、发酵培养基原料和发酵工艺等方面的研究进展。
关键词:发酵法色氨酸1、发酵法生产色氨酸过程中的菌种选育生产菌种选育是发酵工业中最为关键的工作,受到普遍的重视。
过去发酵法生产色氨酸采用的是在培养基中添加吲哚或邻氨基苯甲酸的方法,此法因必须采用高价的吲哚或邻氨基苯甲酸做前体物质,使色氨酸的生产存在着成本高的缺点。
而且由于这些前体物质对微生物的生长有毒害作用,故不能大量使用[1]。
目前,利用糖质原料直接发酵生产色氨酸的国内外报道不多[2-3],主要是因为色氨酸在微生物体内代途径较长且存在着多种严格的调节机制,致-色氨酸的生产菌种产酸较低,达不到工业化生产的要求。
色氨酸的生产菌种有谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutanicum)、黄色短杆菌(Bre-vibacteriumflavum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus sub-tilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、产朊假丝酵母(Candida utilis)等,其中绝大多数为细菌[1]。
2、发酵法生产色氨酸过程中的发酵条件的选择色氨酸发酵过程中菌种的质粒稳定性对发酵水平高低有严重影响,维持发酵高产酸就要保证发酵过程菌种质粒稳定。
在培养过程可以通过调节适当罐压、培养温度、溶氧控制水平、底料中酵母抽提物添加量等方面进行控制,保证发酵过程中不发生质粒丢失现象。
色氨酸发酵液中乙酸浓度高时对色氨酸生产菌的生长和产酸均有抑制作用,发酵过程中可以通过调节溶氧控制水平、初始葡萄糖浓度、发酵葡萄糖浓度及控制菌体比生长速率等方面进行控制,减少发酵液中乙酸的生成。
色氨酸发酵过程中产大量的热,为了维持发酵温度的稳定,必须采取适当的降温措施,在发酵罐外部加上冷却盘管,采用冰水降温,控制发酵温度33℃左右。
色氨酸发酵过程中由于无机盐的消耗及产酸引起PH 变化,所以发酵过程中适当流加氨水或液氨调节PH,控制最佳PH 值在 6.9 左右。
色氨酸发酵为耗氧发酵,并且产酸过程中用氧量比较大,溶氧的多少直接影响着代谢的方向,进而影响产酸和转化率,溶氧低于20%容易发生菌体自溶、乙酸产量增加,所以在主发酵过程中必须控制溶氧大于20%,这要求我们采用先进的通风搅拌装置,设计合理的发酵罐径高比,增加通气量提高溶解氧。
色氨酸发酵过程中,采用高糖流加技术,使发酵糖浓度始终处于低浓度,从而有效减少残糖对发酵产生的抑制作用,避免发酵后期产生乙酸上升的现象,保证高产酸及转化率。
此外,色氨酸发酵生产可采用先进的培养基连消技术,高精度空气膜滤技术,使发酵污染程度控制最低水平,确保发酵产酸水平;对发酵车间的环境定期进行消毒,提高环境清洁度,对排污要控制,对排污口要用漂白粉处理,对空气过滤系统要定期清理,减少染菌机率。
[4]3、发酵法生产色氨酸过程代谢控制芳香族氨基酸的生物合成存在着特定的代谢调节机制,因此不可能从自然界中找到大量积累色氨酸的菌株,但是可以黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌等为出发菌株,设法得到从遗传角度解除了芳香族氨基酸生物合成正常代谢调节机制的突变菌株,用微生物直接发酵法生产色氨酸"这些方法包括:解除菌体自身反馈调节、切断支路代谢、增加前体物的合成等。
[5]4、发酵法生产色氨酸产物提取工艺色氨酸的工业生产常常会受到生产成本的制约,而在生产成本的结构中,分离纯化等下游工程的成本占有相当大的比例。
据报道,从发酵液中分离纯化L-色氨酸的方法有离子交换法[6]、结晶法[7]等,其中离子交换法具有工艺简便、投资少、节能、污染少的优点,很适合于工业推广。
徐琪寿[8]等采用D061阳离子交换树脂从发酵液中分离纯化L-色氨酸,提取率为45%~50%。
梅丛笑等[9]采用003*7阳离子交换树脂从发酵液中分离纯化L-色氨酸,提取率为68%。
用001*7阳离子交换树脂吸附L-色氨酸,浓缩结晶得到成品的总提取率为73.10%[10] 5、不同菌种生产能力的比较先后有Osamu Kurahashi等[11-12]、Katsumata Ryoichid等[18]根据代谢控制发酵原理对L-色氨酸发酵进行了研究。
王健等以谷氨酸棒杆菌Tx5-32为出发菌株,经硫酸二乙酯(DES)多次诱变处理,定向培育出1株L-色氨酸生产菌TQ2223。
在优化条件下,该菌株发酵64 h产L-色氨酸7128 g/L[13]。
Ikeda以谷氨酸棒杆菌为出发菌株,经诱变得到的KY9456(Phe-+Tyr-)使色氨酸积累达到0115 g/L[14]。
近年来基因工程技术的发展为色氨酸的菌种选育提供了一个有效途径,也是今后育种的主要方向[15-16]。
目前,基因工程技术主要是通过基因扩增,增大生物合成途径中的限速酶(DS酶基因、trpE、trpD、trpC、trpB、trpA)的表达量,进而提高色氨酸产量。
其次是通过对某些酶的基因进行体外诱变造成该基因所编码的酶不可逆失活,再将突变基因导入色氨酸生产菌中,解除Trp的反馈调节或切断分支代谢从而有利于色氨酸的积累[15-16]。
如将与Trp合成有关的基因克隆到质粒pDTS9901上,然后导入Trp生产菌BPS-13中,产色氨酸3512 g/L(亲株产2011 g/L)[17]。
Aiba等构建了包含trp操纵子基因(其中trpE和trpD 基因失活)表达载体并克隆到E1coli,使色氨酸产量达到了612 g/L[18]。
针对葡萄糖代谢流途径的基因包括pgi、serA、PRPP合成酶基因等[15]。
Yajima Yoshihiro等人从色氨酸生产菌(枯草杆菌)中分离出含PRPP合成酶的基因片段,将其克隆到质粒pSEY146112上,导入具有5-FTr 的枯草杆菌中,转化后PRPP合成酶的活力比原始菌提高319倍。
该工程菌在含邻氨基苯甲酸01000 8 g/L时发酵,产色氨酸量比原始菌株提高1~1125倍[19]。
Ikeda等人将来源不同的色氨酸代谢途径中关键酶包括DS酶基因、色氨酸合成基因簇、ANS酶和PRT酶基因同时进行谷氨酸棒杆菌KY10894菌株过表达,色氨酸产量提高了54%,达到43 g/L[20]。
接下来将上述酶基因和酮糖转移酶基因转入色氨酸生产菌谷氨酸棒杆菌KY9218中进行过表达,色氨酸产量达58 g/L,是目前报道的最高水平[21]。
6、色氨酸的市场需求量目前世界上L一色氨酸年产量约10000多吨。
据预测,L一色氨酸未来的需求市场为120万吨。
国内L一色氨酸的生产技术与国外相比还有较大的差距,目前只有少量生产,大规模的工业化生产还未见报道。
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