L-丙氨酸转化菌发酵条件的优化
2021-04-16徐慧崔颖王珊珊田延军贺强之韩延雷刘建军朱坤福祝蕾姜国政
徐慧,崔颖,王珊珊,田延军,贺强之,韩延雷,刘建军*,朱坤福,祝蕾,姜国政
(1.齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省食品发酵工业研究设计院,山东济南250013;2.山东朱氏药业集团有限公司,山东菏泽274300;3.烟台恒源生物股份有限公司,山东烟台265709)
L-丙氨酸,又名L-2-氨基丙酸,是一种具有重要生理功能的非必需氨基酸,在食品、医药等领域具有广泛的应用,并有日益增长的趋势[1-2]。食品应用方面,L-丙氨酸具有甜味与鲜味,被用于食品添加剂,改善食品风味并强化营养,此外其还具有较强的防腐保鲜功能,被用作防腐剂[3-6]。医药应用方面,L-丙氨酸是复合氨基酸注射液的组成成分之一,是合成维生素B5、维生素B6、L-氨基丙醇(盐酸左氧氟沙星)和抗癌药4-羟基水杨醛丙氨酸合锌的前体物质[7-8]。此外,L-丙氨酸可用于合成具有光学活性的聚合物,在生物医学、液晶、手性催化等领域具有重要的价值[9]。
L-丙氨酸可以通过提取法、化学合成法和生物转化法进行制备。其中,酶法转化是目前工业上的主要生产方法,即利用L-天冬氨酸-β-脱羧酶(L-aspartate-β-decarboxylase,Asd)以L-天冬氨酸(L-aspartic acid,L-Asp)为原料经脱羧生成L-丙氨酸。1951 年,MEISTER 等[10]首次发现了韦尔奇梭菌(Clostridiumn welchii)能催化L-Asp 合成L-丙氨酸。随后国内外很多研究人员对此法生产L-丙氨酸进行了深入的研究。SHIBATANI 等[11]以Pseudomonas dacunhae 为产酶菌株,研究不同氨基酸作为氮源对产酶的影响,结果发现L-谷氨酸诱导后产酶量是未添加L-谷氨酸的2 倍。徐虹等[12]通过诱变育种获得一株高Asd 活性的菌株Pseudomonas NX-1,每升培养液可转化L-Asp 达1.4 kg,L-丙氨酸含量可达到90%以上,摩尔转化率接近100%。……
