l-精氨酸生产发酵条件研究

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1、陕西科技大学硕士学位论文免疫系统中，除淋巴细胞外，吞噬细胞的活力也与精氨酸有关。加入I，精氨酸后，可活化其酶系统，使之更能杀死肿瘤细胞或细菌等靶细胞。1．2国内外L．精氨酸发酵的研究进展1．2．1国内L精氨酸发酵的研究进展我国氨基酸工业是从60年代开始逐步发展起来的，先后开展了蛋白质水解提取法、化学合成法、发酵法和酶法生产氨基酸的研究。精氨酸的生产最早是从蛋白水解液中提取，该法操作费时、收率低、不适于大规模生产。80年代，中科院微生物研究所的龚建华、陈琦、路志强等以谷氨酸产生菌钝齿棒状杆菌ASl．542为出发菌株，经NTG多次逐级诱变，获得了一株能够积累

2、大量精氨酸的菌株971．1。该菌株属于组氨酸缺陷型，并具有对磺胺胍的抗药性。在此基础上，他们又对精氨酸的发酵条件进行优化，971．1菌株发酵培养96h，产酸最高可达34nlg／mLl21。摇瓶发酵条件优化后，又进行了2．6L台式发酵罐、200L和2000斑风发酵罐的放大研究及其工艺条件的研究。在所获得的最佳工艺条件下，2000工发酵罐的产酸平均为29mg／mL。最高达32mg／mL。发酵液中精氨酸的提取总收率为55．9％，最高达66．04％，产品质量符合药典标准。他们还对L精氨酸的提取工艺、发酵动力学模型、数学模型、以及底物利用率等方面进行了研烈31。2

3、001年江南大学的王霞等筛选了精氨酸生产菌，她以谷氨酸棒杆菌(glummicumcorynebaaertium)(his，SGr)为出发菌株，使用硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)分别进行诱变处理，经精氨酸结构类似物D-Arg、L-HA平板筛选，获得了一株具有多种抗性的精氨酸生产菌株JDN28．50(his，SG'，D-Arg。，L-HA')，在以1209／L葡萄糖为碳源、509／Lg酸铵为氮源培养4天，产酸可达309刖41。2003年江南大学熊筱晶等以亚硝基胍(MrG)逐级处理钝齿捧杆菌(corynebacteriumcrenatum)，分别选用

4、D．精氨酸、甲基半胱氨酸为结构类似物进行抗性选育，获得一株I，精氨酸的高产菌株YDM403(his’，sG?D—A蟮，Methyl—Cyd)，在含葡萄糖1209／L的优化培养基中，摇瓶发酵96h，L-精氨酸达289／L～329／L，较出发菌株提高T113％[51。2003年上海市工业微生物研究所苏令鸣等以黄色短杆菌(BrevibaOefiumflavum)AG77(AHV‘,TA',SGr)为诱变出发菌株，经亚硝基胍(NTG)诱变处理和选育，获得一株能够大量积累L精氨酸的菌株AN78(AHV‘，TA',SG',his')。该菌株在20L发酵罐中，以葡萄糖

5、为碳源，以玉米浆、硫酸胺等为氮源的培养基中培养4天，产酸可达61．19／L，对糖转化率20．2％，与AG77菌株相比较，分别提高了95％和39．3％【6】。2卜精氨酸生产发酵条件研究1．2．2国外L精氨酸发酵的研究进展国际上氨基酸生产综合性厂家主要有日本味之素、协和发酵和田边制药以及德[]Degussa等4家公司。日本在氨基酸产量、品种和技术水平上均居世界领先地位。在精氨酸的发酵法生产方面，日本同样具有世界领先水平，其产酸水平在40～50mg／mLl71。1972年，Nakayama等以野生型谷氨酸棒杆菌KYl0025为出发菌，经NTG多次逐级诱变，选育

6、了异亮氨酸缺陷、D．丝氨酸敏感、D．精氨酸、精氨酸氧亏酸双重抗性变异株，在15％糖蜜中可积累19．6mg／mL的L精氨酸。他们还对L精氨酸的发酵条件进行了研究，发酵培养基中加入适量的异亮氨酸、苏氨酸、赖氨酸、柠檬酸、生物素及酵母膏或牛肉膏，均可提高L精氨酸的产量。各种维生素的加入对b精氨酸的积累没有明显的影响。但大部分碱基却能降低精氨酸积累量。另外，他们对变异株DSS．8的D．丝氨酸敏感机制进行了研究，此菌株对L精氨酸及其结构类似物的渗透性大大增加，但积累的L精氨酸渗出细胞外的能力是否也增加，尚不清楚。1973年，Kubota等对黄色短杆菌进行紫外、亚硝

7、基胍、硫酸二乙酯逐级处理，选育了鸟嘌呤缺陷型、2．噻唑丙氨酸抗性变异株，在含13％葡萄糖、6％硫酸铵和0．015％鸟嘌呤的培养基上发酵72h，产酸为34．8mg／mL[sl。1979年，Nakayama等又由谷氨酸棒杆菌DSS．8选育异亮氨酸回复突变株、D．丝氨酸敏感、D．精氨酸、精氨酸氧亏酸、2．噻唑丙氨酸多重抗性变异株，在15％的糖蜜中可积累25mg／mL的L精氨酸。此外。他们还对L精氨酸生物合成中的酶作了研究，认为N．乙酰谷氨酸激酶是代谢途径中的关键酶，受L精氨酸的反馈抑制。变异株活性比原菌株高18～20倍，说明L精氨酸对它的反馈抑制大大减弱。而N

8、乙酰谷氨酸一乙酰鸟氨酸一乙酰基转移酶几乎不受【广精氨酸的影响I吼。1980年，Y