动态pH值调控策略提高ε-聚赖氨酸发酵产量及其原因解析

作者：邓玥; 柳天一; 陈旭升^*

来源：食品与发酵工业, 2021, 47(23): 24-29.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.027200

• ε-聚赖氨酸
• 发酵策略
• pH
• 活性氧
• 总抗氧化能力

ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)是一种通过微生物发酵法生产的同型氨基酸聚合物。为了提高Streptomyces albulus GS114的ε-PL发酵产量,建立了一种基于动态pH值调控溶氧水平的发酵策略,并从氧化损伤与抗氧化角度对该策略提高ε-PL发酵产量的原因进行了初步解析。研究发现,在发酵中后期通过调节pH值来控制溶氧水平保持在20%～40%,实现了菌体干重达到62.03 g/L,ε-PL产量达到60.2 g/L,分别比未调控提高了59%和36%。对S.albulus GS114胞内氧化损伤和抗氧化能力进行分析发现,采用该调控策略一方面增加了菌体胞内活性氧水平,另一方面也增强了菌体的总抗氧化能力。不同pH发酵过程的菌体胞内活性氧水平、氧化损伤程度和总抗氧化能力分析发现,菌体生长、活性氧水平、氧化损伤程度和总抗氧化能力均与pH值呈正相关。因此,动态调节pH值策略显著增强菌体生长的同时,带来了菌体胞内活性氧水平、氧化损伤程度和总抗氧化能力的提高,但菌体的总抗氧化能力实现了活性氧水平和氧化损伤维持在适当水平,进而促进了ε-PL在发酵中后期的生物合成。该研究不仅对提升工业发酵ε-PL水平具有实际指导意义,且初步发现了活性氧对促进ε-PL生物合成的潜在作用。

• 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