pH-DO组合调控策略提高小白链霉菌ε-聚赖氨酸的生物合成

作者：吴梦萍; 王靓; 张建华; 张宏建; 陈旭升^*

来源：食品与发酵工业, 2023, 49(05): 9-17.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.031500

• ε-聚赖氨酸
• 小白链霉菌
• 食品防腐剂
• pH
• 溶解氧

ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine, ε-PL)是一种主要由小白链霉菌生产的广谱性天然食品防腐剂，具有广泛的工业应用价值。该研究对ε-PL高产菌Streptomyces albulus WG-608在5 L罐发酵不同阶段的pH与溶解氧(dissolved oxygen, DO)进行了系统优化，并构建了一种新的pH-DO组合调控策略。该策略将发酵分为2个阶段：第一阶段DO被控制在40%,pH维持在4.0;第二阶段DO被控制在20%,pH维持在4.3。经240 h的补料-分批发酵，WG-608的ε-PL产量与平均比生产速率为(68.77±2.53) g/L和(2.33±0.08) d-1,比对照策略分别提高了28.23%和12.02%。为进一步探究该策略提高WG-608 ε-PL产量的细胞生理代谢差异的原因，对不同时期细胞的关键酶活力、呼吸链活力和辅因子水平等进行了分析。结果表明，葡萄糖消耗、中心碳代谢途径、L-赖氨酸生物合成途径、呼吸链活性和胞内辅因子的增强是pH-DO组合调控策略增强ε-PL产量的原因。总之，pH-DO组合调控策略是一种通过增强碳代谢和能量代谢提高ε-PL产量的有效方法。该方法的建立为其他链霉菌发酵生产ε-PL提供了新的思路。

• 单位
  工业生物技术教育部重点实验室; 生物工程学院; 江南大学