天津科技大学选育的谷氨酸等生产菌均处国内领先地位

时间
2004-07-19

天津科技大学代谢控制发酵研究室长期从事代谢控制发酵,特别是在氨基酸生产菌的选育及发酵条件的研究领域,积累了丰富的经验,取得了骄人的成绩。他们选育的谷氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、亮氨酸、L-异亮氨酸、色氨酸、L-缬氨酸等生产菌及肌苷、鸟苷生产菌在国内均处领先地位。其中“TG866-174新菌种扩大试验”课题荣获天津市科技进步三等奖,天津市科技协作二等奖。该菌种在全国推广,产生了巨大的社会效益和经济效益。

据项目负责人陈宁博士介绍,我国味精产量居世界首位,进一步提高谷氨酸发酵水平,是我国在“十五”期间生物技术领域重点研究的方向之一。他们以黄色短杆菌TJ1为出发菌株,定向选育出温度敏感突变株CN1021,在最佳发酵条件下,谷氨酸温度敏感型菌株CN1021在6m3发酵罐上产酸达146g/L,糖酸转化率达62.8%,达到国际同类研究的先进水平。

L-缬氨酸是广泛应用于医药、食品及调味剂、动物饲料和化妆品的必需氨基酸。陈宁博士带领的实验室以黄色短杆菌TV10为出发菌株,选育出L-缬氨酸高产菌菌株TV2564。在5L发酵罐上补料分批发酵60h,产L-缬氨酸50.71g/L,达到国内同类研究的领先水平及国际先进水平。

随着色氨酸在医药、食品和饲料等方面应用的开拓,市场需求量近年来不断增加。发酵法生产色氨酸是世界性难题,国外主要以微生物转化法为主,其产量也难以满足世界需要。目前国内还没有用直接发酵法生产色氨酸的厂家,发酵研究水平也较低。该实验室以谷氨酸棒杆菌AS1542为出发菌株,选育出L-色氨酸高产菌TQ2223,在5L罐上进行补料分批发酵利用72小时,L-色氨酸的产量达到13.4~15g/L,这是国内直接发酵法生产L-色氨酸的领先水平。

L-亮氨酸是临床选用的复合氨基酸静脉注射液不可缺少的原料。目前,L-亮氨酸的生产主要以日本为主。近年来国内对发酵法生产L-亮氨酸的研究报道很少。目前国内虽然已有生产厂家,但菌株产酸水平不高,产量较小,远不能满足国内市场的需求。该实验室选育的亮氨酸生产菌产亮氨酸已达到28~30g/L,接近国际先进水平,属国内领先。

L-异亮氨酸广泛应用于医药和食品领域,近年来在运动食品行业得到广泛的应用。该实验室选育的菌种异亮氨酸生产菌,产异亮氨酸已达到25~28g/L,接近国际先进水平,达国内领先。

另外,该实验室选育的赖氨酸生产菌产赖氨酸已达到120~140g/L,达到国内领先。鸟氨酸已达到13g/L。

肌苷是食品工业中重要的助鲜剂肌苷酸的前体物。近年来随着日本、韩国等厂家对中国市场的冲击,国内肌苷发酵产业面临着严峻的挑战。从本质上提高发酵得率、降低生产成本,进而提高生产能力已经成为当务之急。该实验室以枯草芽孢杆菌TY-21为出发菌株,选育出一株肌苷生产菌株TX-3。

在5L发酵罐上补料分批发酵72h,产肌苷30g/L,达到国内同类研究的领先水平。

鸟苷在食品增鲜剂领域得到了广泛的应用,目前已经成为继味精之后的第2代和第3代食品增鲜剂中必不可少的成分。尽管我国自七八十年代就开展了鸟苷类物质发酵的研究,但是一直进展不大,因而鸟苷生产成本居高不下,其发酵法生产得率的提高已经成为呈味核苷酸工业发展的重要内容。该实验室以枯草芽孢杆菌T1001为出发菌株,选育出鸟苷高产菌A208,鸟苷的产量可达30g/L,在国内处于领先水平。目前,他们正在利用基因工程技术构建鸟苷工程菌,取得重大进展。

另外,该实验室正在进行直接发酵法生产腺苷、胞苷、尿苷的研究,目前已选育出基础生产菌株,填补了国内发酵法生产此三类核苷物质的空白,目前正在利用现代生物技术对基础菌株进行改造,以便实现产业化。