本發(fā)明專利技術(shù)提供一種通過(guò)發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)堿性物質(zhì)的方法，包括在發(fā)酵罐中含有的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)具有生產(chǎn)所述堿性物質(zhì)的能力的微生物，從而在所述培養(yǎng)基中產(chǎn)生和積累所述堿性物質(zhì)，其中在培養(yǎng)過(guò)程的總時(shí)期的至少一部分期間通過(guò)將所述培養(yǎng)基中總氨濃度調(diào)節(jié)到特定濃度范圍之內(nèi)，來(lái)降低用作所述堿性物質(zhì)的反荷離子的硫酸根離子和/或氯離子的量。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及微生物工業(yè)的技術(shù)，更明確地，涉及通過(guò)發(fā)酵。作為可通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)的堿性物質(zhì)，例如L-賴氨酸作為動(dòng)物飼料的添加劑是有用的，L-精氨酸和L-組氨酸對(duì)于藥物制劑例如輸注液(infusion)是有用的。
技術(shù)介紹
在通過(guò)發(fā)酵中，培養(yǎng)具有產(chǎn)生堿性物質(zhì)的能力的微生物來(lái)在培養(yǎng)基中產(chǎn)生和積累堿性物質(zhì)，并從所述培養(yǎng)基收集所述堿性物質(zhì)。在這種方法中，作為分批培養(yǎng)、補(bǔ)料培養(yǎng)·(feeding culture)或連續(xù)培養(yǎng)來(lái)進(jìn)行培養(yǎng)。在這樣的通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)堿性物質(zhì)中，一般地將硫酸根離子或氯離子添加到培養(yǎng)基中作為目標(biāo)物質(zhì)的反荷陰離子，所述目標(biāo)物質(zhì)在培養(yǎng)基中解離成陽(yáng)離子來(lái)將培養(yǎng)基的PH維持在中性水平(特開平5-30985號(hào)公報(bào)和特開平5-244969號(hào)公報(bào))。在需要進(jìn)行純化時(shí)，很多情況下通過(guò)離子交換從培養(yǎng)基中收集堿性物質(zhì)。例如，在L-賴氨酸的情況下，將發(fā)酵液調(diào)整為弱酸性之后，L-賴氨酸被吸附在離子交換樹脂上，然后用銨離子從樹脂上洗脫。洗脫的L-賴氨酸按原樣(asit is)作為賴氨酸堿(lysinebase)來(lái)直接使用，或可以與鹽酸結(jié)晶來(lái)形成L-賴氨酸鹽酸鹽。當(dāng)在上述的L-賴氨酸純化中氯離子被用作培養(yǎng)基中的反荷陰離子時(shí)，可以通過(guò)濃縮培養(yǎng)基直接獲得L-賴氨酸鹽酸鹽。然而，由于氯離子腐蝕金屬發(fā)酵罐等等，在實(shí)際生產(chǎn)中使它們以高濃度存在于培養(yǎng)基中不是優(yōu)選的。另一方面，當(dāng)不純化堿性物質(zhì)時(shí)，按照原樣濃縮發(fā)酵液，或用鹽酸或硫酸調(diào)為弱酸性，隨后噴霧造粒。在這種情況下，殘余成分含有添加到培養(yǎng)基的反荷陰離子，因而在得到的發(fā)酵產(chǎn)物中堿性物質(zhì)的含量被降低。特開2002-65287(美國(guó)專利申請(qǐng)N0.2002025564)公開了在堿性氨基酸的發(fā)酵生產(chǎn)中利用碳酸根離子和碳酸氫根離子作為堿性氨基酸的反荷陰離子來(lái)代替一部分硫酸根離子或氯離子的方法。通過(guò)將培養(yǎng)基的PH值調(diào)為酸性，或濃縮培養(yǎng)基，或這兩種途徑，可以相對(duì)容易地從培養(yǎng)基中除去碳酸根離子和碳酸氫根離子。以上引用的出版物教導(dǎo)了控制發(fā)酵罐中的內(nèi)部壓力使它在發(fā)酵過(guò)程中為正值、或?qū)⒍趸細(xì)怏w或含有二氧化碳的混合氣體添加到培養(yǎng)基中的方法作為向培養(yǎng)基添加碳酸根離子和碳酸氫根離子的手段。然而，在典型培養(yǎng)基條件下，例如中性pH值，就算有的話，也僅有少量的二氧化碳?xì)怏w溶解。因此，為了維持培養(yǎng)基中碳酸氫根離子和碳酸根離子的存在從而降低維持硫酸根離子或氯離子濃度的影響，必須在堿性PH下進(jìn)行培養(yǎng)。然而，如果pH值變高，細(xì)菌生長(zhǎng)速率和目標(biāo)物質(zhì)的生產(chǎn)力通常被降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種方法，用于在通過(guò)使用具有生產(chǎn)目標(biāo)堿性物質(zhì)能力的微生物進(jìn)行發(fā)酵的堿性物質(zhì)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)硫酸根離子和氯離子的降低和目標(biāo)物質(zhì)的有效生產(chǎn)，并利用碳酸根離子和碳酸氫根離子作為所述堿性物質(zhì)的反荷陰離子同時(shí)避免微生物生長(zhǎng)速率的降低或目標(biāo)物質(zhì)生產(chǎn)力的降低。當(dāng)使用棒狀桿菌型細(xì)菌或埃希氏菌屬細(xì)菌來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)堿性物質(zhì)時(shí)，如果pH變得過(guò)高，細(xì)菌生長(zhǎng)速率或目標(biāo)物質(zhì)的生產(chǎn)力通常被降低。本專利技術(shù)的專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，引起這種現(xiàn)象的主要因素是氨，其被添加到培養(yǎng)基中作為用于堿性物質(zhì)生產(chǎn)、細(xì)菌生長(zhǎng)的氮源，或作為堿性物質(zhì)的反荷離子的來(lái)源，通過(guò)將總氨濃度控制在適合的濃度范圍內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵可以顯著地抑制高PH值條件下微生物生長(zhǎng)速率或目標(biāo)物質(zhì)生產(chǎn)力的降低。在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了本專利技術(shù)。也就是說(shuō)，本專利技術(shù)提供如下。(I) 一種通過(guò)發(fā)酵來(lái)，包括在發(fā)酵罐中含有的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)具有生產(chǎn)所述堿性物質(zhì)的能力的微生物，從而在所述培養(yǎng)基中產(chǎn)生和積累所述堿性物質(zhì)，其中在培養(yǎng)過(guò)程的總時(shí)期的至少一部分期間通過(guò)將所述培養(yǎng)基中總氨濃度調(diào)節(jié)到特定濃度范圍之內(nèi)，來(lái)降低用作所述堿性物質(zhì)的反荷離子的硫酸根離子和/或氯離子的量。(2)根據(jù)⑴的方法，其中所述總氨濃度的特定濃度范圍是滿足以下條件的范圍:(A)所述培養(yǎng)基中銨離子的濃度是這樣的水平，使得溶于所述培養(yǎng)基中的碳酸氫根離子和/或碳酸根離子以及其他陰離子的離子當(dāng)量的總和大于所述培養(yǎng)基中積累的所述堿性物質(zhì)中電離的所述堿性物質(zhì)的離子當(dāng)量，以及(B)所述培養(yǎng)基中所述總氨濃度是不抑制所述微生物的堿性物質(zhì)生產(chǎn)的水平，其是如下預(yù)先確定的: 在具有不同pH值和不同總氨濃度的培養(yǎng)基中培養(yǎng)所述微生物，測(cè)量每個(gè)pH值和每個(gè)總氨濃度下的所述堿性物質(zhì)的生產(chǎn)力，確定各個(gè)PH值條件下提供最佳條件下的堿性物質(zhì)生產(chǎn)力的50 %或更高的堿性物質(zhì)生產(chǎn)力的總氨濃度。(3)根據(jù)⑴的方法，其中所述總氨濃度的特定范圍是如下預(yù)先測(cè)定的:(A’ )在培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，所述培養(yǎng)基含有其量足以在pH 7.2或更低的條件下進(jìn)行培養(yǎng)的硫酸根離子和/或氯離子作為所述目標(biāo)堿性物質(zhì)的反荷離子的來(lái)源，通過(guò)添加氨氣、氨水和尿素的至少一種來(lái)將所述培養(yǎng)基的PH值維持在6.5到7.2之間的范圍內(nèi)，并測(cè)量所述堿性物質(zhì)的生產(chǎn)力，(B’ )在與步驟(A’ )中使用的培養(yǎng)基相同的培養(yǎng)基中開始培養(yǎng)，只是培養(yǎng)基成分的硫酸根離子和/或氯離子降低期望的量，在一定時(shí)期內(nèi)用不同的總氨濃度繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，在所述時(shí)期中由于所述目標(biāo)堿性物質(zhì)的積累引起的作為堿性物質(zhì)反荷離子的硫酸根離子和/或氯離子的不足，維持所述培養(yǎng)基的PH值到7.2或更低變得不可能，以根據(jù)步驟(A’ )中測(cè)量的生產(chǎn)力來(lái)確定提供了 50%或更高生產(chǎn)力的總氨濃度范圍。(4)根據(jù)⑴的方法，其中所述總時(shí)期的至少一部分包括下列中的至少一個(gè):由于所述目標(biāo)堿性物質(zhì)的積累引起的反荷離子的不足而使所述培養(yǎng)基的PH值提高的時(shí)期，和由于向所述培養(yǎng)基添加陽(yáng)離子而使所述PH值提高的時(shí)期。(5)根據(jù)(I)的方法，其中當(dāng)根據(jù)如下指標(biāo)所測(cè)定的所述微生物的活性降低或停止時(shí)，通過(guò)向所述培養(yǎng)基添加氨或尿素來(lái)調(diào)節(jié)所述培養(yǎng)基中的總氨濃度，所述指標(biāo)是:所述培養(yǎng)基中溶解的氧濃度、所述培養(yǎng)基中碳源的消耗率、所述培養(yǎng)基的混濁度、所述堿性物質(zhì)的生產(chǎn)力、和觀察到的所述培養(yǎng)基中的pH值變化。(6)根據(jù)⑴的方法，其中將與含有其量足以在pH值7.2或更低的條件下進(jìn)行培養(yǎng)的硫酸根離子和/或氯離子作為所述堿性物質(zhì)的反荷離子來(lái)源的培養(yǎng)基具有相同組分、只是將硫酸根離子和/或氯離子降低期望的量的培養(yǎng)基用作培養(yǎng)基，以及所述總時(shí)期的至少一部分是一個(gè)時(shí)期，在所述時(shí)期中由于所述培養(yǎng)基中積累的堿性物質(zhì)的引起的反荷離子不足，所述培養(yǎng)基的PH值不能被維持在7.2或更低。(7)根據(jù)(2)的方法，其中所述其他陰離子選自硫酸根離子、氯離子、磷酸根離子和電離的有機(jī)酸。(8)根據(jù)⑵或(7)的方法，其中所述其他陰離子的總量是900meq/l或更低。(9)根據(jù)⑴的方法，其中所述培養(yǎng)基中的所述總氨濃度被調(diào)節(jié)到200mM或更低。(10)根據(jù)(I)的方法，其包括增殖所述微生物的步驟。(11)根據(jù)(10)的方法，其中在增殖所述微生物的所述步驟期間不調(diào)節(jié)所述總氨濃度。(12)根據(jù)(I)的方法，其中所述堿性物質(zhì)選自L-賴氨酸、L-精氨酸和L-組氨酸。(13)根據(jù)(12)的方法，其中`所述堿性物質(zhì)是L-賴氨酸。(14)根據(jù)(12)的方法，其中所述堿性物質(zhì)是L-精氨酸。(15)根據(jù)(I)的方法，其中所述培養(yǎng)基或其處理物在發(fā)酵之后被加熱以除去碳酸氫根離子和碳酸根離子。(16)根據(jù)⑴的方法，其中所述微生物是棒狀桿菌型細(xì)菌或埃希氏菌屬細(xì)菌。(17)含有堿性物質(zhì)的發(fā)酵液或發(fā)酵產(chǎn)物，其可以通過(guò)根據(jù)(15)的方法獲得。附本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種通過(guò)發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)堿性氨基酸的方法，包括在發(fā)酵罐中含有的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)具有生產(chǎn)所述堿性氨基酸的能力的微生物，從而在所述培養(yǎng)基中產(chǎn)生和積累所述堿性氨基酸，其中在所述培養(yǎng)過(guò)程的總時(shí)期的至少一部分期間通過(guò)將所述培養(yǎng)基中所述總氨濃度調(diào)節(jié)到特定濃度范圍之內(nèi)，來(lái)降低用作所述堿性氨基酸的反荷離子的硫酸根離子和/或氯離子的量，其中所述總時(shí)期的至少一部分包括下列中的至少一個(gè)：由于所述目標(biāo)堿性氨基酸的積累引起的反荷離子的不足而使所述培養(yǎng)基的pH值提高的時(shí)期，和由于向所述培養(yǎng)基添加陽(yáng)離子而使所述pH值提高的時(shí)期。
【技術(shù)特征摘要】
2004.10.07 JP 295123/041.種通過(guò)發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)堿性氨基酸的方法，包括在發(fā)酵罐中含有的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)具有生產(chǎn)所述堿性氨基酸的能力的微生物，從而在所述培養(yǎng)基中產(chǎn)生和積累所述堿性氨基酸，其中在所述培養(yǎng)過(guò)程的總時(shí)期的至少一部分期間通過(guò)將所述培養(yǎng)基中所述總氨濃度調(diào)節(jié)到特定濃度范圍之內(nèi)，來(lái)降低用作所述堿性氨基酸的反荷離子的硫酸根離子和/或氯離子的量，其中所述總時(shí)期的至少一部分包括下列中的至少一個(gè):由于所述目標(biāo)堿性氨基酸的積累引起的反荷離子的不足而使所述培養(yǎng)基的PH值提高的時(shí)期，和由于向所述培養(yǎng)基添加陽(yáng)離子而使所述PH值提高的時(shí)期。2.據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述總氨濃度的特定濃度范圍是滿足以下條件的范圍: (A)所述培養(yǎng)基中銨離子的濃度是這樣的水平，使得溶于所述培養(yǎng)基中的碳酸氫根離子和/或碳酸根離子以及其他陰離子的離子當(dāng)量的總和大于所述培養(yǎng)基中積累的所述堿性氨基酸中電離的所述堿性氨基酸的離子當(dāng)量，以及 (B)所述培養(yǎng)基中所述總氨濃度是不抑制所述微生物的堿性氨基酸生產(chǎn)的水平，其是如下預(yù)先確定的: 在具有不同PH值和不同總氨濃度的培養(yǎng)基中培養(yǎng)所述微生物，測(cè)量每個(gè)pH值和每個(gè)總氨濃度下的所述堿性氨基酸的生產(chǎn)力，確定各個(gè)PH值條件下提供最佳條件下的堿性氨基酸生產(chǎn)力的50%或更高的堿性氨基酸生產(chǎn)力的總氨濃度。3.據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述總氨濃度的特定濃度范圍是如下預(yù)先測(cè)定的: (A’ )在培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，所述培養(yǎng)基含有其量足以在pH 7.2或更低的條件下進(jìn)行培養(yǎng)的硫酸根離子和/或氯離子 作為所述目標(biāo)堿性氨基酸的反荷離子的來(lái)源，通過(guò)添加氨氣、氨水和尿素的至少一種來(lái)將所述培養(yǎng)基的PH值維持在6.5到7.2之間的范圍內(nèi)，并測(cè)量所述堿性氨基酸的生產(chǎn)力， (B’)在與步驟(A’)中使用的培養(yǎng)基相同的培養(yǎng)基中開始培養(yǎng)，只是培養(yǎng)基成分的硫酸根離子和/或氯離子降低期望的量，在一定時(shí)期內(nèi)用不同的總氨濃度繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，在所述時(shí)期內(nèi)由于所述目標(biāo)堿性氨基酸的積累引起的作為堿性氨基酸反荷離子的硫酸根離子和/或氯離子的不足，維持所述培養(yǎng)基的PH值到7.2或更低變得不可能，以根據(jù)步驟(A’ )...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：竹下亮，杉本慎一，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：味之素株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。