乙醇反饋控制流加的酵母高密度發酵方法及其應用的製作方法
2023-06-08 13:15:36
專利名稱：乙醇反饋控制流加的酵母高密度發酵方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高密度培養酵母細胞以及生產酵母代謝產物的方法。是通過乙醇濃度反饋控制流加，用於高密度培養酵母細胞以及通過酵母細胞生產目標產品。
背景技術：
酵母是生物產品發酵的主要載體微生物之一，也是重組基因工程產品經常採用的宿主細胞。為提高生產過程的經濟性和產品的市場競爭力，生物技術研究者不斷創造更經濟、更有效的方法，優化生產過程，實現高生產率。酵母細胞的高密度培養是提高酵母表達產品生產水平的重要手段。由於微生物細胞自身生理特性以及設備、培養條件等因素的限制，細胞的高密度培養並不容易實現，需要對生產過程進行優化調控。在酵母發酵中，由於Crabtree效應以及高濃度基質對細胞生長和產物積累的抑制作用，為獲得高的細胞密度，一般採用流加培養技術，也就是根據具體發酵過程的特點，按照一定的加料策略向發酵罐中不斷補充營養物質直至發酵結束。
補料策略的優化是流加技術的核心內容，也是高密度培養能否實現的關鍵。流加方式可分為兩大類無反饋控制的流加操作和反饋控制流加操作。無反饋控制的流加，營養物的流加速率按預定的方式進行，有恆速流加、指數流加、恒生長速率流加等。這種流加方式較為簡單，對設備的要求不高，但往往效果欠佳。由於微生物發酵的複雜性，採用反饋控制流加操作效果較好，也就是根據發酵過程中某些過程參數的變化來及時調節營養物的流加速率，使營養的提供更符合微生物自身的代謝規律，給微生物提供較優的生長和代謝環境，充分發揮菌種目的產物的合成潛力，從而有效地提高發酵水平。
微生物發酵中通常用於反饋控制的參數有溶氧(DO)、pH、呼吸熵(RQ)、乙醇濃度、殘糖濃度等，用作反饋控制的參數必須能夠實現在線監測。Fan-Chiang Yang等[Bioprocess Engineering 18(1998)79-82]在釀酒酵母的流加培養中以DO為反饋控制參數，採取恆DO策略，以DO參數的變化來判斷發酵罐中是否出現基質匱乏，使細胞培養密度達到了110g/L。Takou Yano等[J of Ferment and Bioeng.，1991，71(1)35-39]將指數流加和控制DO相結合的方法，應用於麵包酵母的流加培養過程，將溶氧變化與基質的流加速率相關聯，使生物量達到60g/L以上。Jana等[Journal of Biotechnology 80(2000)55-62]採用反饋RQ控制流加培養重組酵母細胞，生產可溶性人N-脫糖基重組β-1，4-半乳糖轉移酶。採用優化的RQ值反饋控制流加培養重組酵母，可同時提高生物量及酶產量。但是以RQ為控制參數，發酵罐必須配備尾氣分析裝置，在線分析尾氣中的氧和二氧化碳濃度，而且RQ值必須能夠較好地與細胞的生理代謝狀態相關聯。同樣，以殘糖濃度為反饋控制參數的流加發酵[Mendoza-Vega等，FEMS Microbiol.Rev.15(1994)，369-410]，發酵罐必須要配備在線葡萄糖分析儀。由於這些儀器價格較貴，致使設備投資費用增大而難以普及。乙醇是酵母葡萄糖代謝的產物，就酵母發酵而言，乙醇濃度是一個很重要的參數，它與酵母的生長、代謝狀態緊密關聯，而且以不同的機制影響著各種代謝產物的積累。在穀胱甘肽發酵中，Alfafara等[Biotechnology andBioengineering，Vol.41，493-501(1993)]將乙醇傳感器與氣相色譜相連，監測排氣中的乙醇濃度，採用模糊邏輯控制器控制乙醇濃度，使細胞在穀胱甘肽合成階段不產乙醇，並結合控制比生長速率以及適時添加半胱氨酸，以利於穀胱甘肽的積累。該方法不能直接檢測發酵液中的乙醇濃度，需要經過複雜的數學關聯處理才能計算出發酵液中的乙醇濃度。Sakato等[Biotechnology and Bioengineering，Vol.40，904-912(1992)]採用前饋/反饋控制系統以及在線檢測排氣中氧濃度和乙醇濃度，調節補糖速度，使酵母同時消耗糖和乙醇，經過60小時發酵，細胞密度達到64g/L。Alfafara和Sakato等監測的都是排氣中的乙醇濃度，而且最終細胞密度都低於100g/L。用乙醇濃度監測儀在線監測發酵液中的乙醇濃度，應用於酵母細胞的高密度發酵，尚未見報導。
發明內容本發明提出了在線監測發酵液中的乙醇濃度，反饋控制流加的酵母高密度發酵方法。該方法是通過在線監測發酵液中的乙醇濃度，將發酵液乙醇濃度範圍控制在最佳控制濃度來實現的。
通常，乙醇濃度反饋控制流加的酵母高密度發酵方法，是採用優化的培養基配方，以乙醇濃度為反饋控制參數，向發酵罐中流加營養物質葡萄糖水溶液，通過調節營養物的流加速率，生產酵母細胞以及酵母代謝產物，本發明的技術特徵在於(1)乙醇濃度監測儀在線監測發酵液中的乙醇濃度，將發酵液乙醇濃度範圍控制在最佳控制濃度；(2)酵母為釀酒酵母、產朊假絲酵母或熱帶假絲酵母；(3)優化的培養基組成中包括葡萄糖、酵母粉、麥汁、磷酸氫二銨、硫酸鎂、蛋白腖、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、Zn2+、Fe2+、Cu2+和Mn2+。
本發明的方法應用於產朊假絲酵母高密度發酵生產酵母細胞，發酵液乙醇最佳控制濃度為5～7g/L；葡萄糖水溶液濃度為650g/L；優化的培養基組成葡萄糖60g/L、酵母粉15g/L、麥汁40g/L、磷酸氫二銨10g/L、硫酸鎂5g/L、蛋白腖10g/L、磷酸氫二鉀20g/L、磷酸二氫鉀12g/L、Zn2+10ppm、Fe2+6ppm、Cu2+6ppm和Mn2+6ppm；發酵結束時細胞密度達到135g/L(乾重)。
本發明的方法應用於高密度培養熱帶假絲酵母生產酵母細胞，發酵液乙醇最佳控制濃度為7～9g/L；葡萄糖水溶液濃度為650g/L；優化的培養基組成葡萄糖73g/L、酵母粉9g/L、麥汁28g/L、磷酸氫二銨9g/L、硫酸鎂6g/L、蛋白腖8g/L、磷酸氫二鉀16g/L、磷酸二氫鉀18g/L、Zn2+13ppm、Fe2+4ppm、Cu2+4ppm、Mn2+4ppm；發酵結束時細胞密度達到126g/L(乾重)。
本發明的方法應用於高密度培養釀酒酵母細胞，發酵液乙醇最佳控制濃度為5～7g/L；葡萄糖水溶液濃度為650g/L；優化的培養基組成葡萄糖80g/L、酵母粉18g/L、麥汁40g/L、磷酸氫二銨9g/L、硫酸鎂3g/L、蛋白腖10g/L、磷酸氫二鉀12g/L、磷酸二氫鉀12g/L、Zn2+10ppm、Fe2+6ppm、Cu2+6ppm、Mn2+6ppm；發酵結束時細胞密度達到143g/L(乾重)。
本發明的方法應用於高密度培養產朊假絲酵母生產穀胱甘肽，發酵液乙醇最佳控制濃度為20～23g/L；葡萄糖水溶液濃度為600g/L；優化的培養基組成葡萄糖40g/L、酵母粉7g/L、麥汁16g/L、磷酸氫二銨6g/L、硫酸鎂3g/L、蛋白腖5g/L、磷酸氫二鉀7g/L、磷酸二氫鉀7g/L、Zn2+7ppm、Fe2+2ppm、Cu2+2ppm、Mn2+2ppm；發酵結束時細胞密度達到104g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1680mg/L。
本發明的方法應用於高密度培養熱帶假絲酵母生產穀胱甘肽，發酵液乙醇最佳控制濃度為22～25g/L；葡萄糖水溶液濃度為700g/L；優化的培養基組成葡萄糖60g/L、酵母粉13g/L、麥汁30g/L、磷酸氫二銨9g/L、硫酸鎂4g/L、蛋白腖10g/L、磷酸氫二鉀12g/L、磷酸二氫鉀12g/L、Zn2+12ppm、Fe2+4ppm、Cu2+4ppm、Mn2+4ppm；發酵結束時細胞密度達到123g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1830mg/L。
本發明的方法應用於高密度培養釀酒酵母生產穀胱甘肽，發酵液乙醇最佳控制濃度為18～20g/L；葡萄糖水溶液濃度為600g/L；優化的培養基組成葡萄糖50g/L、酵母粉20g/L、麥汁10g/L、磷酸氫二銨7g/L、硫酸鎂6g/L、蛋白腖3g/L、磷酸氫二鉀10g/L、磷酸二氫鉀20g/L、Zn2+15ppm、Fe2+2ppm、Cu2+2ppm、Mn2+2ppm；發酵結束時細胞密度達到137g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1872mg/L。
本發明的方法應用於高密度培養釀酒酵母生產麥角固醇，發酵液乙醇最佳控制濃度為15～17g/L；葡萄糖水溶液濃度為650g/L；優化的培養基組成葡萄糖40g/L、酵母粉20g/L、麥汁14g/L、磷酸氫二銨6g/L、硫酸鎂6g/L、蛋白腖3g/L、磷酸氫二鉀20g/L、磷酸二氫鉀20g/L、Zn2+7ppm、Fe2+2ppm、Cu2+2ppm、Mn2+2ppm；發酵結束時細胞密度達到93g/L(乾重)，總麥角固醇量為1302mg/L。
眾所周知，酵母可以碳水化合物(如多種單糖及寡糖)和非碳水化合物等作為碳源和能源，能以無機氮源(主要是硫酸銨及磷酸銨)、尿素、各種胺基酸為營養物質。除碳源和氮源外，酵母生長還需要磷、鎂、硫、及微量的鋅、銅、鐵等，需要生物素、泛酸等維生素。根據酵母細胞的營養需求，本發明所用的酵母發酵培養基從常用的微生物培養基組成物質中選擇以下物質組成，葡萄糖、酵母粉、麥汁、磷酸氫二銨、硫酸鎂、蛋白腖、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、Zn2+、Fe2+、Cu2+和Mn2+，然後通過均勻試驗設計、正交試驗設計優化培養基中各組份的配比，得到適用於細胞高密度培養的優化培養基配方。發酵結束，酵母細胞密度達到93～143g/L(乾重)，說明優化培養基中碳、氮、磷的比例合理，無機離子的濃度適宜，而且酵母粉、麥汁和蛋白腖中含有豐富的維生素、胺基酸以及生長因子，有利於酵母生長和產物積累，充分發揮菌種的代謝潛力。優化的培養基是實現高密度培養的第一步。適宜的發酵培養基是細胞生長和合成目的產物的保證。
本發明採用乙醇濃度監測儀對發酵液中的乙醇濃度進行在線監測。乙醇監測探頭安裝在發酵罐內，插入發酵液中，能夠準確快速地監測發酵罐中乙醇濃度的變化情況。本發明直接檢測發酵液中的乙醇濃度，因此更能準確反映實際的發酵狀況，有利於提高控制效果。
酵母發酵過程中必然會產生乙醇，乙醇的過量產生會降低基質的得率係數，減少生物量，抑制目的產物的生成。要根據代謝過程的具體特點合理調控乙醇的產生，控制發酵液中的乙醇維持在一個適宜濃度是達到細胞高密度培養的關鍵。本發明的方法採用乙醇濃度監測儀，在線監測發酵液中的乙醇濃度，以乙醇濃度為反饋控制參數，通過合理控制發酵液中的乙醇濃度，及時調節營養物質的流加速率。在發酵進行到某時刻，當乙醇濃度下降至最佳控制濃度時，調節葡萄糖的流加速率，當乙醇濃度上升時，減小流加速率，當乙醇濃度下降時，增大流加速率，維持發酵液中的乙醇濃度在最佳控制濃度，發酵結束時，酵母細胞密度最高可達143g/L(乾重)。本發明實現酵母細胞的高密度培養，將此酵母高密度培養技術應用於穀胱甘肽以及麥角固醇等的生產，可以大幅提高產物的生產水平。
本發明的優點在於1、直接監測發酵液中的乙醇濃度，較之監測排氣中乙醇濃度的方法，該法更準確、直接、簡便；2、針對不同的發酵體系，將發酵液中的乙醇控制在一個適宜的濃度，即乙醇的最佳控制濃度。乙醇濃度是反映細胞生理狀態的一個重要參數，以此為反饋控制參數效果較好。
3、應用於釀酒酵母高密度培養，細胞密度達到93～143g/L(乾重)；應用於產朊假絲酵母高密度培養，細胞密度達到104～135g/L(乾重)；應用於熱帶假絲酵母高密度培養，細胞密度達到123～136g/L(乾重)本發明用通用式發酵罐培養酵母，操作步驟如下1、發酵罐上安裝各種傳感電極(pH電極、溶氧電極、溫度電極、消泡電極)和乙醇濃度監測儀(例如，美國Yellow Spring的YSI2730監測和控制系統或國產的FC2002乙醇濃度監測儀)，乙醇監測探頭插入發酵液中；2、按照優化培養基配方在所用的發酵罐中配製一定量的培養基，在120℃下30分鐘實罐滅菌；3、在補料罐中配製一定濃度的流加葡萄糖水溶液，在120℃下30分鐘實罐滅菌；4、製備種子以發酵配方配製種子培養基，分裝搖瓶，在120℃下30分鐘滅菌；斜面接種，待種子生長到對數中後期準備接種；5、按10％的接種量接入發酵罐，攪拌轉速在200～500轉/分，通風比為1.0～1.5VVM，30℃下開始發酵；6、在線監測發酵液中的乙醇濃度，並以此為反饋控制參數，通過調節營養物的流加速率，控制乙醇濃度在最佳控制濃度；7、待產量達到預定指標時停止發酵。
具體實施方式
實施例1高密度培養產朊假絲酵母生產酵母細胞使用30L通用式發酵罐發酵。配製9L發酵培養基(培養基配方葡萄糖60g/L，酵母粉15g/L，麥汁40g/L，磷酸氫二銨10g/L，硫酸鎂5g/L，蛋白腖10g/L，磷酸氫二鉀20g/L，磷酸二氫鉀12g/L，Zn2+10ppm，Fe2+、Cu2+、Mn2+各6ppm)，實罐滅菌。待培養基溫度降至30℃後接種，調節通風比為1.2VVM，攪拌轉速為400轉/分，開始發酵。從11.5小時開始流加濃度為650g/L的葡萄糖水溶液，發酵進行至15.4小時，乙醇濃度降至6g/L，此時根據乙醇濃度調節流加速率，當乙醇濃度上升時，減小流加速率，當乙醇濃度下降時，增大流加速率，發酵液中的乙醇濃度維持在5～7g/L。經過33小時發酵，生物量達到135g/L(乾重)。
實施例2高密度培養熱帶假絲酵母生產酵母細胞使用50L通用式發酵罐發酵。配製18L發酵培養基(培養基配方葡萄糖73g/L，酵母粉9g/L，麥汁28g/L，磷酸氫二銨9g/L，硫酸鎂6g/L，蛋白腖8g/L，磷酸氫二鉀16g/L，磷酸二氫鉀18g/L，Zn2+13ppm，Fe2+、Cu2+、Mn2+各4ppm)，實罐滅菌。待培養基溫度降至30℃後接種，調節通風比為1.2VVM，攪拌轉速為300轉/分，開始發酵。從12小時開始流加濃度為650g/L的葡萄糖水溶液，發酵進行至17.1小時，乙醇濃度降至8g/L，此時根據乙醇濃度調節流加速率，當乙醇濃度上升時，減小流加速率，當乙醇濃度下降時，增大流加速率，發酵液中的乙醇濃度維持在7～9g/L。經過36小時發酵，生物量達到126g/L(乾重)。
實施例3高密度培養釀酒酵母細胞使用150L通用式發酵罐發酵。配製50L發酵培養基(培養基配方葡萄糖80g/L，酵母粉18g/L，麥汁40g/L，磷酸氫二銨9g/L，硫酸鎂3g/L，蛋白腖10g/L，磷酸氫二鉀12g/L，磷酸二氫鉀12g/L，Zn2+10ppm，Fe2+、Cu2+、Mn2+各6ppm)，實罐滅菌。待培養基溫度降至30℃後接種，調節通風比為1.1VVM，攪拌轉速為200轉/分，開始發酵。從13小時開始流加濃度為650g/L的葡萄糖水溶液，發酵進行至18小時，乙醇濃度降至6g/L，此時根據乙醇濃度調節流加速率，當乙醇濃度上升時，減小流加速率，當乙醇濃度下降時，增大流加速率，發酵液中的乙醇濃度維持在5～7g/L。經過42小時發酵，生物量達到143g/L(乾重)。
實施例4高密度培養產朊假絲酵母生產穀胱甘肽使用5L通用式發酵罐發酵。配製1.6L發酵培養基(培養基配方葡萄糖40g/L，酵母粉7g/L，麥汁16g/L，磷酸氫二銨6g/L，硫酸鎂3g/L，蛋白腖5g/L，磷酸氫二鉀7g/L，磷酸二氫鉀7g/L，Zn2+7ppm，Fe2+、Cu2+、Mn2+各2ppm)，實罐滅菌。待培養基溫度降至30℃後接種，調節通風比為1.5VVM，攪拌轉速為500轉/分，開始發酵。發酵液中的乙醇濃度開始逐步上升，達最高點後逐步下降，11小時降至21g/L，此時開始流加濃度為600g/L的葡萄糖水溶液，根據乙醇濃度的變化情況改變流加速率，當乙醇濃度上升時，減小流加速率，當乙醇濃度下降時，增大流加速率，維持發酵液中的乙醇濃度在20～23g/L，發酵38小時，生物量達到104g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1680mg/L。
實施例5高密度培養熱帶假絲酵母生產穀胱甘肽使用30L通用式發酵罐發酵。配製10L發酵培養基(培養基配方葡萄糖60g/L，酵母粉13g/L，麥汁30g/L，磷酸氫二銨9g/L，硫酸鎂4g/L，蛋白腖10g/L，磷酸氫二鉀12g/L，磷酸二氫鉀12g/L，Zn2+12ppm，Fe2+、Cu2+、Mn2+各4ppm)實罐滅菌。待培養基溫度降至30℃後接種，調節通風比為1.3VVM，攪拌轉速為400轉/分，開始發酵。發酵12.3小時，此時發酵液中的乙醇濃度為降至24g/L，開始流加濃度為700g/L的葡萄糖水溶液，調節流加速率，維持發酵液中的乙醇濃度在22～25g/L，發酵41小時，生物量達到123g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1830mg/L。
實施例6高密度培養釀酒酵母生產穀胱甘肽使用100L通用式發酵罐發酵。配製30L發酵培養基(培養基配方葡萄糖50g/L，酵母粉20g/L，麥汁10g/L，磷酸氫二銨7g/L，硫酸鎂6g/L，蛋白腖3g/L，磷酸氫二鉀10g/L，磷酸二氫鉀20g/L，Zn2+15ppm，Fe2+、Cu2+、Mn2+各2ppm)實罐滅菌。待培養基溫度降至30℃後接種，調節通風比為1.0VVM，攪拌轉速為300轉/分，開始發酵。發酵13小時，此時發酵液中的乙醇濃度為降至19g/L，開始流加濃度為600g/L的葡萄糖水溶液，調節流加速率，維持發酵液中的乙醇濃度在18～20g/L，發酵46小時，生物量達到137g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1872mg/L。
實施例7高密度培養釀酒酵母生產麥角固醇使用20L通用式發酵罐發酵。配製6L發酵培養基(培養基配方葡萄糖40g/L，酵母粉20g/L，麥汁14g/L，磷酸氫二銨6g/L，硫酸鎂6g/L，蛋白腖3g/L，磷酸氫二鉀20g/L，磷酸二氫鉀20g/L，Zn2+7ppm，Fe2+、Cu2+、Mn2+各2ppm)實罐滅菌。待培養基溫度降至30℃後接種，調節通風比為1.5VVM，攪拌轉速為400轉/分，開始發酵。從10小時開始流加濃度為650g/L的葡萄糖水溶液，發酵進行至13.2小時，乙醇濃度降至16g/L，此時根據乙醇濃度調節流加速率，當乙醇濃度上升時，減小流加速率，當乙醇濃度下降時，增大流加速率，發酵液中的乙醇濃度維持在15～17g/L。經過42小時發酵，生物量達到93g/L(乾重)，總麥角固醇量為1302mg/L。
權利要求
1.一種乙醇濃度反饋控制流加的酵母高密度發酵方法，是採用優化的培養基配方，以乙醇濃度為反饋控制參數，向發酵罐中流加營養物質葡萄糖水溶液，通過調節營養物的流加速率，生產酵母細胞以及酵母代謝產物，其特徵在於(1)用乙醇濃度監測儀在線監測發酵液中的乙醇濃度，將發酵液乙醇濃度範圍控制在最佳控制濃度；(2)酵母為釀酒酵母、產朊假絲酵母或熱帶假絲酵母；(3)優化的培養基組成中包括葡萄糖、酵母粉、麥汁、磷酸氫二銨、硫酸鎂、蛋白腖、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、Zn2+、Fe2+、Cu2+和Mn2+。
2.根據權利要求1所述的方法，應用於產朊假絲酵母高密度發酵生產酵母細胞，發酵液乙醇最佳控制濃度為5～7g/L；葡萄糖水溶液濃度為650g/L；優化的培養基組成葡萄糖60g/L、酵母粉15g/L、麥汁40g/L、磷酸氫二銨10g/L、硫酸鎂5g/L、蛋白腖10g/L、磷酸氫二鉀20g/L、磷酸二氫鉀12g/L、Zn2+10ppm、Fe2+6ppm、Cu2+6ppm和Mn2+6ppm；發酵結束時細胞密度達到135g/L(乾重)。
3.根據權利要求1所述的方法，應用於高密度培養熱帶假絲酵母生產酵母細胞，發酵液乙醇最佳控制濃度為7～9g/L；葡萄糖水溶液濃度為650g/L；優化的培養基組成葡萄糖73g/L、酵母粉9g/L、麥汁28g/L、磷酸氫二銨9g/L、硫酸鎂6g/L、蛋白腖8g/L、磷酸氫二鉀16g/L、磷酸二氫鉀18g/L、Zn2+13ppm、Fe2+4ppm、Cu2+4ppm、Mn2+4ppm；發酵結束時細胞密度達到126g/L(乾重)。
4.根據權利要求1所述的方法，應用於高密度培養釀酒酵母細胞，發酵液乙醇最佳控制濃度為5～7g/L；葡萄糖水溶液濃度為650g/L；優化的培養基組成葡萄糖80g/L、酵母粉18g/L、麥汁40g/L、磷酸氫二銨9g/L、硫酸鎂3g/L、蛋白腖10g/L、磷酸氫二鉀12g/L、磷酸二氫鉀12g/L、Zn2+10ppm、Fe2+6ppm、Cu2+6ppm、Mn2+6ppm；發酵結束時細胞密度達到143g/L(乾重)。
5.根據權利要求1所述的方法，應用於高密度培養產朊假絲酵母生產穀胱甘肽，發酵液乙醇最佳控制濃度為20～23g/L；葡萄糖水溶液濃度為600g/L；優化的培養基組成葡萄糖40g/L、酵母粉7g/L、麥汁16g/L、磷酸氫二銨6g/L、硫酸鎂3g/L、蛋白腖5g/L、磷酸氫二鉀7g/L、磷酸二氫鉀7g/L、Zn2+7ppm、Fe2+2ppm、Cu2+2ppm、Mn2+2ppm；發酵結束時細胞密度達到104g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1680mg/L。
6.根據權利要求1所述的方法，應用於高密度培養熱帶假絲酵母生產穀胱甘肽，發酵液乙醇最佳控制濃度為22～25g/L；葡萄糖水溶液濃度為700g/L；優化的培養基組成葡萄糖60g/L、酵母粉13g/L、麥汁30g/L、磷酸氫二銨9g/L、硫酸鎂4g/L、蛋白腖10g/L、磷酸氫二鉀12g/L、磷酸二氫鉀12g/L、Zn2+12ppm、Fe2+4ppm、Cu2+4ppm、Mn2+4ppm；發酵結束時細胞密度達到123g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1830mg/L。
7.根據權利要求1所述的方法，應用於高密度培養釀酒酵母生產穀胱甘肽，發酵液乙醇最佳控制濃度為18～20g/L；葡萄糖水溶液濃度為600g/L；優化的培養基組成葡萄糖50g/L、酵母粉20g/L、麥汁10g/L、磷酸氫二銨7g/L、硫酸鎂6g/L、蛋白腖3g/L、磷酸氫二鉀10g/L、磷酸二氫鉀20g/L、Zn2+15ppm、Fe2+2ppm、Cu2+2ppm、Mn2+2ppm；發酵結束時細胞密度達到137g/L(乾重)，穀胱甘肽總量為1872mg/L。
8.根據權利要求1所述的方法，應用於高密度培養釀酒酵母生產麥角固醇，發酵液乙醇最佳控制濃度為15～17g/L；葡萄糖水溶液濃度為650g/L；優化的培養基組成葡萄糖40g/L、酵母粉20g/L、麥汁14g/L、磷酸氫二銨6g/L、硫酸鎂6g/L、蛋白腖3g/L、磷酸氫二鉀20g/L、磷酸二氫鉀20g/L、Zn2+7ppm、Fe2+2ppm、Cu2+2ppm、Mn2+2ppm；發酵結束時細胞密度達到93g/L(乾重)，總麥角固醇量為1302mg/L。
全文摘要
本發明乙醇反饋控制流加的酵母高密度發酵方法及其應用，涉及一種高密度培養酵母細胞以及生產酵母代謝產物的方法。用乙醇濃度監測儀在線監測發酵液中的乙醇濃度，將發酵液乙醇濃度範圍控制在最佳控制濃度；所用酵母為釀酒酵母、產朊假絲酵母或熱帶假絲酵母；優化的培養基組成為葡萄糖、酵母粉、麥汁、磷酸氫二銨、硫酸鎂、蛋白腖、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、Zn
文檔編號C12N1/16GK1621512SQ20031011683
公開日2005年6月1日 申請日期2003年11月28日 優先權日2003年11月28日
發明者譚天偉, 溫少紅, 王崢, 尚飛 申請人:北京化工大學