葡萄糖亚适量流加对谷氨酸棒杆菌产 L-异亮氨酸的影响

熊海波，刘景阳，徐庆阳,2,

（1.天津科技大学生物工程学院，天津 300457；2.天津市氨基酸高效绿色制造工程实验室，代谢控制发酵技术国家地方联合工程实验室，天津 300457）

L-异亮氨酸属于分支链氨基酸，是人体必需氨基酸之一，L-异亮氨酸用途广泛，是人体激素、蛋白质合成和能量生成的原料，能促进蛋白质合成并抑制其分解[1-4]； 随着人们对L-异亮氨酸认知越来越全面，其在饲料、食品、医药等领域的应用越来越广泛[5-7]。

产酸率及菌种活力是评价发酵能力的重要指标，因此随着对L-异亮氨酸的深入研究，具有原料成本低、发酵条件温和、发酵能力稳定的的谷氨酸棒杆菌发酵法逐渐成为生产L-异亮氨酸的主要方式[8-10]。而发酵能力不仅取决于发酵培养基的选择，更取决于发酵方法的控制，这包括多尺度发酵过程控制技术、超声辅助发酵技术、循环发酵技术、半连续发酵技术等。目前L-异亮氨酸发酵方法主要采用低残糖流加工艺，而这种方法主要面临糖酸转化率低、发酵溶氧供应不足、副产物积累过多等问题，进而导致发酵周期缩短以及L-异亮氨酸提取困难[11-12]。

本研究通过分析菌体发酵不同阶段对葡萄糖需求能力的不同，采用多阶段葡萄糖控制工艺，即将菌体分为适应期、对数生长期、产酸高峰期及衰亡期4 个阶段，对菌体摄糖能力的差异进行精准调控，实现菌体的“发酵转换”[13]，将发酵工艺精细化、合理化，达到发酵产酸的最优条件。这种方法不仅解决菌体适应期长、产酸高峰期短、菌体提前进入衰亡期等问题，还可有效降低能源消耗、提升发酵液质量，为后续的产物提取降低 难度[14]。……