优化前体供给与细胞膜通透性强化大肠杆菌合成麦角硫因

作者：陈佳敏; 王阳; 堵国成; 康振^*

来源：食品与生物技术学报, 2022, 41(08): 43-52.

• 麦角硫因
• 大肠杆菌
• 前体供应
• 外源添加
• 发酵优化

麦角硫因(Ergothioneine,ERG)具有抗氧化、抗炎、辐射保护等多种生理功能，广泛应用于食品、医药和化妆品领域。微生物发酵生产麦角硫因具有极大潜力，然而，由于工程菌株前体供应不充足等因素，麦角硫因的发酵质量浓度以及生产强度低下。作者旨在探究麦角硫因生产不同阶段中的前体限制，并通过优化前体供应解除限制，进而提高大肠杆菌麦角硫因合成能力。在证明组氨酸是限制麦角硫因合成的关键因素基础上，通过优化组氨酸供给，麦角硫因在摇瓶水平的发酵质量浓度达到175.81 mg/L；通过正交试验组合优化了半胱氨酸、柠檬酸铁胺和维生素B6的添加量，发酵质量浓度提高至182.61 mg/L；通过优化甲基供体的添加(1.5 g/L甲硫氨酸与0.6 g/L甜菜碱)以及通过添加0.2 g/dL的CaCl2提高细胞膜通透性，麦角硫因的发酵质量浓度最终提高至243.06 mg/L。采用分批补料发酵培养108 h后，麦角硫因在3 L发酵罐上的发酵水平达到2.01 g/L，生产强度为18.61 mg/(L·h)，为麦角硫因的规模化工业生产奠定了基础。

• 单位
  生物工程学院; 江南大学