[00122014]L-苏氨酸代谢调控关键技术及产业化

苏氨酸作为人体所必需的氨基酸之一,在医药、食品和饲料等方面都有广泛的应用。随着养殖业的发展,畜禽饲料需求量的迅速增加,苏氨酸扮演着必须从外界摄取的营养成分的角色越来越受到重视。近年来,国内外市场对L-苏氨酸的需求逐年增长,国际市场年增长率超过10%。然而,目前我国在L-苏氨酸发酵生产中菌种产酸率较低,产品提取率及附加值较低,现L-苏氨酸产品大部分为粉末状,不利于运输和存放,且发酵工艺产生大量的菌体蛋白和废水。在中国生物发酵产业协会的大力支持下,呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司与吉林大学、中国科学院天津工业生物技术研究所、天津科技大学和齐齐哈尔龙江阜丰生物科技有限公司,针对我国L-苏氨酸发酵工业中存在的不足,重点开展L-苏氨酸高产菌株的系统代谢工程选育以及发酵过程精准控制工艺和高效绿色分离提取工艺开发,取得了一系列关键性技术突破。 项目利用基因组尺度代谢网络模型及组学数据解析了L-苏氨酸生产菌株的产酸机制,定向选育了高产菌株。混合发酵促进剂添加、拟指数流加与葡萄糖恒定浓度流加相结合的反馈补料控制、分阶段溶氧控制和分阶段温度控制等发酵工艺,实现了L-苏氨酸发酵过程的精准控制。在670KL规模的发酵罐上L-苏氨酸平均产率160 g/L,平均糖酸转化率65%。发酵周期30h。建立了二次离心-连续浓缩结晶--辊压造粒耦合提取纯化工艺,获得高纯度颗粒L-苏氨酸,提取收率高,能耗低。