补料发酵生产辅酶Q10的研究
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摘要：目的研究酵母菌HY-05发酵生产辅酶Q10提高产量的方法。方法研究不同初糖浓度及补加方式，补加玉米浆和控制溶氧对酵母菌发酵过程中菌体量和辅酶Q10产量的影响，确定辅酶Q10补料分批发酵的最佳条件。结果酵母菌HY-05产辅酶Q10的量达到156.2 mg/L，与不补料相比产量提高了58.1%。结论此法能提高酵母菌HY-05发酵生产辅酶Q10的产量。
关键词：辅酶Q；补料分批发酵；条件优化
中图分类号：TQ922文献标识码：A文章编号：1672-979X(2007)06-0001-05
Studies on Fed-batch Fermentation of CoQ10
XIAO Hai-rong，XU Ji-yang
(China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China)
Abstract：Objective To study the method of enhancing the yield of CoQ10 by fermentation from yeast HY-05.Methods The effects of different initial sucrose concentration, feeding mode of sucrose, feeding of corn steep liquor and dissolved oxygen on some parameters, such as yield of CoQ10, biomass of yeast, during the fermentation process of CoQ10 were studied. The optimum condition of fed-batch fermentation of CoQ10 was confirmed. Results Under these optimum condition, the yield of CoQ10 reached to 156.2 mg/L, which were 58.1% higher compared with the fermentation without feeding sucrose and corn steep liquor. Conclusion This method can enhance the yield of CoQ10 by fermentation from yeast HY-05.
Key words：coenzyme Q; fed-batch fermentation; optimal condition
辅酶Q10别名癸烯醌、泛醌(ubiquinone)，化学名称为2,3-二甲氧基-5-甲基-6-癸异戊烯基苯醌，作为细胞内代谢呼吸激活剂具有很高的临床应用价值，其微生物发酵生产法颇受关注。辅酶Q10发酵过程中糖酵解(EMP)和戊糖磷酸(HMP)途径是辅酶Q10生物合成代谢的主流途径[1]，不同的碳源、添加物、溶氧条件等会影响其代谢流量。研究表明，蔗糖是酵母菌HY-05发酵生产辅酶Q10的较佳碳源[2]，但浓度过高会抑制辅酶Q10合成。玉米浆中含有多种氨基酸、生物素、蛋白质等成分，可提供细胞生长所需的氮，并可作为辅酶Q10合成的促进剂，但研究表明，玉米浆起始浓度过高不利于辅酶Q10发酵[3]。我们通过补料分批培养方式较好地解决了此问题。本研究以红色酵母菌HY-05 作为出发菌株，优化流加补料发酵条件，得到了满意的结果。
1仪器与材料
HY-05菌种(中国药科大学生化教研室)；自动发酵罐(Bioengineering AG，瑞士比欧生物工程公司)；种子培养基(%)：蔗糖 2.0，蛋白胨 1.0，酵母粉1.0；(自然pH)；发酵培养基(%)：蔗糖4.0，蛋白胨2.8，KH2PO4 0.13(pH =5.0)。
2方法
2.1种子培养
从活化斜面上挑取一环菌体接入种子培养基，28 ℃，240 r/min培养24 h。
2.2摇瓶培养
菌种在平板上28 ℃培养48 h 后，接入种子培养基(20 mL/250 mL 锥形瓶)，28 ℃振荡培养24 h 后，以2%接种量接入发酵培养基(40 mL/500 mL 锥形瓶)，26 ℃振荡培养72 h。
2.3分批培养
2.3.15 L发酵罐装液量3 L，接种量2%，发酵温度26 ℃，搅拌速度300 r/min。培养24 h后，按下述3种方式以20%蔗糖溶液流加补料培养，48 h时终止发酵。(1)恒速流加；(2)pH反馈流加；(3)线性递减流加在实际操作中 ......
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