两阶段pH控制和碳氮源协同补加促进谷氨酸棒杆菌高产L-谷氨酰胺

作者：刘畅; 陆丹丹; 浦军平; 张春枝; 陈明^*

来源：食品与发酵工业, 2023, 1-8.

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036163

• 谷氨酸棒杆菌
• L-谷氨酰胺
• 培养基优化
• 50 L发酵罐
• 两阶段pH控制
• 碳氮源协同补加

为提高谷氨酸棒杆菌发酵产L-谷氨酰胺产量、糖酸转化率、生产强度等技术指标，该文通过响应面法优化了摇瓶发酵培养基中葡萄糖、硫酸铵和玉米浆含量，并利用50 L发酵罐进行分批发酵，构建了菌体生长、底物消耗和产物生成动力学模型，进而在50 L发酵罐中采用两阶段控制pH策略，并通过补加葡萄糖和硫酸铵，协同控制发酵液中碳氮源浓度，促进菌体高效合成L-谷氨酰胺。结果表明，优化后发酵培养基中葡萄糖、硫酸铵和玉米浆含量分别为167、61、31 g/L，摇瓶发酵L-谷氨酰胺产量达到38.13 g/L，较优化前提高了34.12%；50 L发酵罐分批发酵80 h后L-谷氨酰胺产量达42.06 g/L，糖酸转化率达到25.85%，生产强度为0.53 g/(L·h)；在50 L发酵罐中基于两阶段pH控制的碳氮源协同补加策略，显著促进了谷氨酸棒杆菌高产L-谷氨酰胺，发酵周期缩短至52 h，L-谷氨酰胺产量达68.01 g/L，糖酸转化率达33.93%，生产强度为1.31 g/(L·h)。该研究对促进L-谷氨酰胺的工业化生产具有重要参考价值。

• 单位
  张家港市华昌药业有限公司; 生物工程学院; 大连工业大学