发酵法生产谷氨酰胺研究综述.doc

发酵法生产谷氨酰胺研究综述 安徽农业科学,JournalofAnhuiA.Sci.2009,37(31):15123—15124,15289责任编辑常俊香责任校对卢瑶 发酵法生产谷氨酰胺研究综述 王书平,刘俊华(滨州学院生命科学系,山东滨州) 摘要介绍了发酵法生产谷氨酰胺的过程,并从发酵菌株,发酵工艺及其条件优化等方面进行了阐述. 关键词谷氨酰胺;发酵法;菌株选育 中图分类号TS205.5文献标识码A文章编号0517—6611(2009)31—15123—02 ReviewofStudies011GiutamineProductionwithFermentationMethod WANGShu-pingetal(LifeSciencesDepartmentofBinzhouCoHege,Binzhou,Shandong) AbstractTheproducingprocessofglutaminewithfermentationmethodwasintroducedanditwasillustratedfromfermentationstrain.fermen- tationprocessandoptimizationoffermentationconditionseteaspects. KeywordsGlutamine;Fermentationmethod;Strainbreeding 谷氨酰胺是人类以及其他哺乳动物血浆中含量最丰富 且非常重要的一种游离氨基酸,在生物体代谢中起着举足轻 重的作用..由于谷氨酰胺重要的生理作用及其在营养 学,生理学,免疫学等方面的重要价值.,国内外学者对其 进行了深入研究.日本早在1977年就开始采用发酵法生产 谷氨酰胺,到20世纪90年代中期其发酵水平已达6o g/L.而有关药用谷氨酰胺生产的研究较少,其主要原因 可能是菌种的发酵性能差,发酵工艺不先进,产品提取率低 等.笔者介绍了发酵法生产谷氨酰胺的过程,并从生产工 艺,影响因素及控制条件等方面进行了具体阐述. 1谷氨酰胺的生产菌株及诱变选育 1.1谷氨酰胺的生产菌株1961年,木下一干等首先发现 谷氨酸发酵液中除谷氨酸外还有谷氨酰胺存在.1963年,木 下祝郎在谷氨酸微球菌(Micrococcusglutamine)发酵液中也 发现有谷氨酰胺存在.目前,生产谷氨酰胺的菌种主要包括 谷氨酸棒杆菌(Cor)Ttebacteriumglutamicum),北京棒杆菌(e pekinense),乳糖发酵短杆菌(Brevibacteriumlactofermetbtum), 黄色短杆菌(B.flavun),里建思黄杆菌(Flavobacterium rigebnse)和钝齿棒杆菌(ecrenatum)等.这些菌种又可分为 2种:一种原为谷氨酸生产菌种,通过改变条件,由生产谷氨 酸转向生产谷氨酰胺;另一种为谷氨酸产生菌的变异株.其 中,谷氨酸产生菌变异株生产谷氨酰胺的方法较普遍,且诱 变剂较易得到,目前常用此方法获得高产菌株: 1.2谷氨酰胺高产菌株的诱变选育在微生物正常代谢过 程中,氨基酸的合成与消耗是平衡的,当这些物质消耗到最 低浓度时,细胞重新开始合成,维持了细胞合成的经济性. 若要使氨基酸等代谢产物过量积累,必须解除或突破微生物 的代谢调节控制,将生物合成的代谢途径向人们希望的方向 加以引导,实现人为控制发酵条件生产氨基酸.这是氨基酸 发酵工业建立的前提.改造微生物的某些基因,可解除其 正常的反馈调节机制,达到积累氨基酸的目的.这可通过选 育营养缺陷型和结构类似物抗性突变株来实现.但营养缺 陷株的选育具有一定的局限性(受环境影响较大).自Ade1. 基金项目 作者简介 收稿日期 滨州学院青年人才创新基金项目(BZXYQNLG). 王书平(1983一),女,山东沾化人,硕士,从事微生物发酵方 面的教学与研究工作. 2oo9舶-3O berg发现氨基酸结构类似物突变株可积累相应氨基酸以来, 代谢控制理论和发酵方面的研究取得了很大进展,氨基酸结 构类似物抗性菌株发酵生产氨基酸时,需要对培养基中的某 些营养成分加以控制,因此较易掌握生产条件和维持较高的 生产水平. 目前,Gin生产菌种主要采用传统的随机诱变结合定向 筛选的方法选育,随机诱变包括化学诱变,物理诱变和物理 化学复合诱变等,常用的诱变剂和诱变因素有硫酸二乙酯, 亚硝基胍,^y.射线,紫外线等;定向筛选包括对氨基苯甲酸结 构类似物磺胺胍的抗性突变筛选,Gin结构类似物抗性突变 筛选,高NH:浓度抗性突变筛选等.目前,谷氨酰胺高产菌 株的诱变选育已有较多报道,如张克旭等以天津短杆菌(丑 tianjinese)T.G-886.174为出发菌株,用亚硝基胍,硫酸二乙酯进 行诱变,获得l株谷氨酰