L-蘇氨酸是一種必需氨基酸，用作動物飼料和人類食品中的補(bǔ)充劑，可以提高其營養(yǎng)價(jià)值，用作動物飼料和人類食品中的補(bǔ)充劑，L-蘇氨酸的生產(chǎn)主要依賴于大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型和調(diào)節(jié)突變株的直接發(fā)酵。通過誘變或基因操作產(chǎn)生的大腸桿菌突變體，由于其生長速度快和生理特性眾所周知，通常被選為生產(chǎn)菌。

副產(chǎn)物的影響

大腸桿菌在有氧條件下過量的葡萄糖會導(dǎo)致酸性副產(chǎn)物的形成，其中最常見的是乙酸。乙酸會阻礙生長和抑制蛋白質(zhì)的形成。此外，乙酸的合成代表了碳的轉(zhuǎn)移，否則碳可能被用于生產(chǎn)生物量或蛋白質(zhì)產(chǎn)品。高細(xì)胞密度培養(yǎng)（HCDC）技術(shù)已被開發(fā)用于提高重組產(chǎn)品的產(chǎn)量。減少乙酸生成是實(shí)現(xiàn)大腸桿菌HCDC的重要途徑。高細(xì)胞密度的大腸桿菌可以在補(bǔ)料間歇過程中實(shí)現(xiàn)。

隨著培養(yǎng)基中乙酸濃度的增加，細(xì)胞干重、L-蘇氨酸產(chǎn)量和比生長速率均下降。這說明乙酸抑制了菌株TRFC的生長以及L-蘇氨酸的形成。由于添加乙酸，發(fā)酵周期延長。因此，減少乙酸的排泄對增加干細(xì)胞重量和L-蘇氨酸的產(chǎn)生至關(guān)重要。

補(bǔ)料策略的應(yīng)用

當(dāng)特定生長速率超過臨界值時(shí)，大腸桿菌產(chǎn)生乙酸作為好氧發(fā)酵的胞外副產(chǎn)物。根據(jù)特定生長速率和葡萄糖濃度的需求，分別采用指數(shù)補(bǔ)料和ph恒定補(bǔ)料相結(jié)合的補(bǔ)料策略和擬指數(shù)補(bǔ)料和葡萄糖恒定補(bǔ)料相結(jié)合的補(bǔ)料策略生產(chǎn)L-蘇氨酸。質(zhì)粒不穩(wěn)定性是導(dǎo)致比產(chǎn)率下降的原因之一。

擬指數(shù)補(bǔ)料與葡萄糖穩(wěn)定補(bǔ)料相結(jié)合的補(bǔ)料策略提高了干細(xì)胞重量(36.58 g /L±1)和L-蘇氨酸產(chǎn)量(124.57 g /L±1)。低底物濃度有利于獲得最佳生長條件。

展望

采用擬指數(shù)補(bǔ)料和葡萄糖穩(wěn)態(tài)補(bǔ)料相結(jié)合的補(bǔ)料策略，可以提高大腸桿菌菌株TRFC產(chǎn)生L-蘇氨酸的效率，降低副產(chǎn)物生成量，從而減少了下游加工的工作量。這種L-蘇氨酸生產(chǎn)工藝將是目前工業(yè)生產(chǎn)的一種有希望的替代方法，并將顯著降低生產(chǎn)成本。