L-苯丙氨酸工程菌株高密度发酵的研究

第４１卷第２期发 酵 科 技 通 讯２０２１年４月Ｌ＿苯丙氨酸工程菌株高密度发酵的研究翁雪清（福建麦丹生物集团有限公司福州研究中心 福州 ３５０００８）摘 要：高密度发酵是现代发酵工程的一项新技术，能

第 ４ １ 卷 第 ２ 期 ２ ０ ２ １ 年 ４ 月 发酵 科技 通讯 Ｌ＿苯丙氨酸工程菌株高密度发酵的研究 翁雪清 （福建麦丹生物集团有限公司福州研究中心福州 ３５０００８） 摘要：高密度发酵是现代发酵工程的一项新技术，能显著提高大肠杆菌工程菌体和基因工程产品的产 量。对于重组大肠杆菌的发酵来讲，实现高密度发酵， 可相应地缩小生物反应器的体积和降低生物量的分 离费用，从而降低生产成本，达到提高生产效率的目的。本文通过均匀优化实验设计对Ｌ一苯丙氨 酸大肠杆菌工程菌种子培养基的主要成分进行了优化研究，并通过３０Ｌ全自动发酵罐来表征优化，结果 显示：硫酸铵３．０ｇ／Ｌ，硫酸镁７．０ｇ／Ｌ，酵母抽提物１３ｇ／Ｌ具有较好的工程菌生长的同步性，种子ＯＤ６１０ 在稀释１００倍后达到０１．９０，为进一步实现高密度发酵生产打下基础。 关键词：均匀设计 高密度发酵 通过数学方法判断各因素对过程的影响趋势和影 响强弱程度，指导我们进一步按数学上的最优方 高密度培养是一个相对概念，一般指培养液中工 案进行优化试验。 程菌生长密度在５０ｇＬ／Ｄ（ＣＷ）以ｌ上Ｊ。＿在工 本文采用均匀设计的试验方案对大肠杆菌工 程菌的大规模发酵过程中，重组异源蛋白产物的产量 程菌培养基的主要成分进行了优化研究，同时利 取决于最高的外源基因表达水平以及菌体密度 。从理 用３０Ｌ的的全自动发酵罐对优化后的培养基进 提高 论上说，在维持外源基因表达水平不变的前提下， 行发酵菌浓验证，准确表征优化结果，为提高发酵 工程菌的发酵密度能显著提高大肠杆菌菌体 和基因工程 的高密度水平和工业化发酵生产奠定基础。 影响大肠杆菌高密 产品的产量，降低成本 。所以人们对 度发酵的因素做了大量的工作，譬如对发酵的营养 １材料与方法 源、溶氧浓度、ｐＨ值、温度等等因子进行深入研究Ｂ １．１ 材料 ｑ，但高密度发酵的工艺是比 较复杂的，仅仅对发酵中 １．１．１ 基因工程菌种 的影响高密度发酵的因素单独地或不全面的加以考虑是远 大肠杆菌缺陷型工程菌Ｍｃｕ６２１本，中心自行 远不够的。因为各种因素之间有协同和或抵消作用，往往 构建。 需要对它们进行综合考虑，对发酵条件进行全面的优化， １．１．２ 培养基及配方 够尽量地提高菌体密度和基因产物的生成。高密 才能 ＬＢ培养基：胰蛋白胨（ｔｒｙｐｔｏｎｅ）１０ｇ、酵母提取物（ｙ 度发酵条件的优化应采用科学的试验设计方法进 ｅａｅｓｘｔｒａｃｔ）５ｇ、１Ｎ０ａｇＣ，１溶解于８００ｍｌ去离子水中， 行Ｉｌ＿。 调ｐＨ至７．５，加去离子水至总体 均匀设计方法是我国数学工作者方开泰教授 积１Ｌ，在１０５．ｋｇ／ｃｍ 高压下蒸汽灭菌２０ａｒｉ 提出的一种试验设计方法。它的基本出发点是让 ｎ即可。若加２％的琼脂粉在灭菌即可得ＬＢ固体培 试验点在整个试验范围内更加充分地均匀分散， 养基。 从而具有更好的代表性，每个因素的每个水平只 菌种斜面培养基：ＬＢ培养基加抗生素５０ ｍｌ 基础 做一次试验，能显著提高工作效率，降低试验成 种子培养基 （ｇＬ，）：葡萄糖２５％…… 本。均匀设计的试验数据和结果不具备直观可比 ＮａＯＨ调节ｐＨ至７４．。在１０．５ｋｇ／ｃｍ 高压下蒸汽 性，其数据分析一般需要采用回归分析方法。进而 ———一