專利名稱：一種釀酒酵母及其補料分批發(fā)酵生產(chǎn)s-腺苷甲硫氨酸的工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于發(fā)酵工程技術(shù)領域，具體涉及ー種釀酒酵母及其補料分批發(fā)酵生產(chǎn)S-腺苷甲硫氨酸的エ藝。
背景技術(shù)：
S-腺苷甲硫氨酸(SAM)，是甲硫氨酸的一種有機四價硫形式(金屬硫)的磺酞化合物，被稱為“活性甲硫氨酸”。SAM是廣泛存在于生物體內(nèi)的ー種 重要代謝中間體，它主要作為三種代謝途徑的前體轉(zhuǎn)甲基作用和轉(zhuǎn)硫基作用、轉(zhuǎn)氨丙基作用，其結(jié)構(gòu)是1952年由意大利科學家Cantoni所發(fā)現(xiàn)的ー種能改善細胞代謝的生理活性物質(zhì)，主要參與體內(nèi)激素、神經(jīng)遞質(zhì)、核酸、蛋白質(zhì)和磷脂的生物合成和代謝以及抗氧化劑谷胱甘肽的形成，與體內(nèi)各種解毒過程關(guān)系密切，是維護細胞膜正常功能、人體正常代謝和健康不可缺少的重要生命物質(zhì)。SAM是最具市場潛カ的營養(yǎng)強化劑之一。1990年《美國營養(yǎng)補充品健康及教育法》通過以后，這部法令允許使用和分配SAM做為ー種可于柜臺出售的食物添加剤，并于當年通過了美國FDA隨機雙盲法驗證。FDA批準以SAM為名稱作為抗抑郁，保肝護肝，治療關(guān)節(jié)炎等為主要作用的食品補劑上市，迅速成為美國最暢銷的保健品之一，現(xiàn)已經(jīng)成為風行歐美的高檔特殊膳食補劑產(chǎn)品。SAM還是ー種有效的治療抑郁癥的物質(zhì)，可以作為抗抑郁劑來治療輕微的抑郁狀態(tài)和預防抑郁癥，防止膽汁積淤；預防慢性活動性肝炎以及其他因素而造成的肝損傷。預防由于缺氧而造成的神經(jīng)細胞壞死即缺氧癥；促進神經(jīng)細胞和神經(jīng)纖維的組織再生。預防心臟疾病、癌癥以及其他疾病的發(fā)生。SAM具有顯著的治療和保健功效，副作用小，而且人們?nèi)粘５娘嬍巢荒芴峁㏒AM，所以在我國必將有巨大的應用研究前景。國內(nèi)至今未能實現(xiàn)SAM的エ業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)，本發(fā)明利用釀酒酵母可以通過細胞代謝積累SAM的特點，通過對該菌株的發(fā)酵過程補充添加一定量的碳源和甲硫氨酸，促進便能夠在細胞內(nèi)催化ATP與L-甲硫氨酸反應，可在細胞內(nèi)大量積累SAM，為SAM的エ業(yè)化生產(chǎn)提供借鑒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種釀酒酵母，本發(fā)明的另ー目的是利用該釀酒酵母補料分批發(fā)酵生產(chǎn)S-腺苷甲硫氨酸的エ藝，提高發(fā)酵單位和產(chǎn)量，以降低S-腺苷甲硫氨酸的生產(chǎn)成本。其主要是通過補充碳源及添加維生素、無機鹽及氨基酸等小分子物質(zhì)對釀酒酵母的代謝網(wǎng)絡進行擾動，強化S-腺苷甲硫氨酸的生成途徑，使其產(chǎn)量得到大幅度提高。本發(fā)明的技術(shù)方案為ー種酵母，其分類命名為釀酒酵母，菌種的拉丁學名是Saccharomyces cerevisiae，參據(jù)的微生物為NJYHWG 71082，保藏日期是 2012 年 2 月 27日，保藏中心登記入冊編號是CGMCC No. 5815?！N利用如權(quán)利要求I所述的釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)S-腺苷甲硫氨酸的エ藝，其具體步驟如下將釀酒酵母CGMCC No. 5815接種于固體培養(yǎng)基中，該固體培養(yǎng)基組分為葡萄糖50 70g/L，酵母浸膏3 8g/L，瓊脂15 20g/L ;在28 35 °C的條件下培養(yǎng)18 24h ;選取ー個菌落，挑取菌體，接入裝有種子液的培養(yǎng)基的錐形瓶中瓶培養(yǎng)；種子液培養(yǎng)基組分葡萄糖30 50g/L,蛋白胨10 20g/L,酵母浸膏5 8g/L, pH控制在6. O 7. 5 ;調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速120 200rpm，28 35°C培養(yǎng)18 24h得種子液；取發(fā)酵培養(yǎng)基體積5 20%的種子液培養(yǎng)基接入滅菌后裝有發(fā)酵培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中進行發(fā)酵培養(yǎng)；發(fā)酵培養(yǎng)基組分葡萄糖40 80g/L,酵母浸膏2 8g/L,無機鹽O. 465 I. 73g/L,維生素O. I O. 3g/L,氨基酸I 10g/L，pH保持在6. O 7. 5 ;在發(fā)酵過程中進行補料添加葡萄糖和甲硫氨酸，使葡萄糖濃度保持在50 70g/L，甲硫氨酸濃度保持在6 10g/L ;控制溫度、通氣量和轉(zhuǎn)速，發(fā)酵培養(yǎng)40 60h得發(fā)酵液。優(yōu)選所述的無機鹽組成為=NaH2PO40. 2 O. 8g/L、Na2HPO4 :0. 2 O. 8g/L、MgSO4 · 7H20 0. 05 O. lg/L、FeSO4 · 7H20 :0. 005 0. 01g/L、CaCl2 :0. 005 O. 01g/L、MnCl2 0. 005 O. Olg/L。在種子液培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基配制時，用氨水或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH，使其保持在6. O 7. 5。優(yōu)選所述的種子液體積裝液量為錐形瓶的10% 30%;其中發(fā)酵罐裝液量為發(fā)酵罐體積的20 50%。優(yōu)選所述的維生素為硫胺素或鈷胺素。優(yōu)選發(fā)酵進行6 15h時補料添加葡萄糖，使其濃度8 IOh內(nèi)保持在50 70g/L,流加所用的葡萄糖的濃度為100 200g/L。優(yōu)選發(fā)酵進行3 5h吋，每隔20 40分鐘補料添加甲硫氨酸，使其濃度保持在5 10g/L，發(fā)酵進行到第10 12h吋，改成每隔10 20分鐘補料添加甲硫氨酸,使其濃度保持在2 8g/L流加所用的甲硫氨酸的濃度為80 120g/L，發(fā)酵進行22 32h時停止補料添加。優(yōu)選發(fā)酵培養(yǎng)過程中通入無菌空氣，通氣量控制在2 5L/(L ·π η);溫度控制在28 35°C ;轉(zhuǎn)速控制在120 200rpm。CGMCC No. 5815菌株具有下述性質(zhì)I、形態(tài)特征在PDA培養(yǎng)基上，菌落呈圓形，表面光滑，邊緣整齊，有光澤；在顯微鏡下(40X)細胞呈圓形和橢圓形，細胞大小(6. O 8. 5) X (5. 2 6. 5)。在麥芽汁平板上呈乳白色、濕潤粘稠有光澤，隆起較高。菌落圓形規(guī)則、直徑約為2 6mL。在麥芽汁液體培養(yǎng)基中菌體形態(tài)為卵圓形，近似球形，有不發(fā)達的假菌絲，單邊出芽。2、生理生化特性釀酒酵母CGMCC No. 5815菌株的主要生理生化特征如表I所示表I :菌株的生理生化特性權(quán)利要求
1.一種酵母，其分類命名為釀酒酵母，菌種的拉丁學名是Saccharomyces cerevisiae,參據(jù)的微生物為=NJYHWG 71082，保藏日期是2012年2月27日，保藏中心登記入冊編號是CGMCC No. 5815。
2.ー種利用如權(quán)利要求I所述的釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)S-腺苷甲硫氨酸的エ藝，其具體步驟如下將釀酒酵母CGMCC No. 5815接種于固體培養(yǎng)基中，該固體培養(yǎng)基組分為葡萄糖50 70g/L，酵母浸膏3 8g/L，瓊脂15 20g/L ;在28 35°C的條件下培養(yǎng)18 24h ;選取ー個菌落，挑取菌體，接入裝有種子液的培養(yǎng)基的錐形瓶中瓶培養(yǎng)；種子液培養(yǎng)基組分葡萄糖30 50g/L,蛋白胨10 20g/L,酵母浸膏5 8g/L, pH控制在6. O 7. 5 ;調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速120 200rpm，28 35°C培養(yǎng)18 24h得種子液；取發(fā)酵培養(yǎng)基體積5 20%的種子液培養(yǎng)基接入滅菌后裝有發(fā)酵培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中進行發(fā)酵培養(yǎng)；發(fā)酵培養(yǎng)基組分葡萄糖40 80g/L,酵母浸膏2 8g/L,無機鹽O. 465 I. 73g/L,維生素O. I O. 3g/L,氨基酸I 10g/L，pH保持在6. O 7. 5 ;在發(fā)酵過程中進行補料添加葡萄糖和甲硫氨酸，使葡萄糖濃度保持在50 70g/L，甲硫氨酸濃度保持在6 10g/L ;控制溫度、通氣量和轉(zhuǎn)速，發(fā)酵培養(yǎng)40 60h得發(fā)酵液。
3.根據(jù)權(quán)カ要求2所述的エ藝，其特征在于所述的無機鹽組成為=NaH2PO4:0. 2 O.8g/L,Na2HPO4 :0. 2 O. 8g/L、MgS04 ·7Η20 :0. 05 O. lg/L,FeSO4 ·7Η20 :0. 005 O. Olg/L、CaCl2 0. 005 O. 01g/L、MnCl2 :0. 005 O. Olg/L。
4.根據(jù)權(quán)カ要求2所述的エ藝，其特征在于所述的種子液體積裝液量為錐形瓶的10% 30% ;其中發(fā)酵罐裝液量為發(fā)酵罐體積的20 50%。
5.根據(jù)權(quán)カ要求2所述的エ藝，其特征在于所述的維生素為硫胺素或鈷胺素。
6.根據(jù)權(quán)カ要求2所述的エ藝，其特征在于發(fā)酵進行6 15h時補料添加葡萄糖，使其濃度8 IOh內(nèi)保持在50 70g/L，流加所用的葡萄糖的濃度為100 200g/L。
7.根據(jù)權(quán)カ要求2所述的エ藝，其特征在于發(fā)酵進行3 5h時，每隔20 40分鐘補料添加甲硫氨酸，使其濃度保持在5 10g/L ;發(fā)酵進行到第10 12h時，改成每隔10 20分鐘補料添加甲硫氨酸,使其濃度保持在2 8g/L ;流加所用的甲硫氨酸的濃度為80 120g/L，發(fā)酵進行22 32h時停止補料添加。
8.根據(jù)權(quán)カ要求2所述的エ藝，其特征在于，發(fā)酵培養(yǎng)過程中通入無菌空氣，通氣量控制在2 5L/ (L · min);溫度控制在28 35 °C ;轉(zhuǎn)速控制在120 200rpm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種釀酒酵母及其補料分批發(fā)酵生產(chǎn)S-腺苷甲硫氨酸的工藝。該方法通過補充碳源及添加維生素、無機鹽及氨基酸等小分子物質(zhì)對釀酒酵母的代謝網(wǎng)絡進行擾動，強化S-腺苷甲硫氨酸的生成途徑，使釀酒酵母活力得到大幅度提高。本發(fā)明成本低，操作簡易，大幅提高了發(fā)酵單位及生產(chǎn)產(chǎn)量，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C12P19/40GK102676409SQ20121006077
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者唐容容, 楊文革, 胡永紅 申請人:南京工業(yè)大學