天津科技大學(xué)選育的谷氨酸等生產(chǎn)菌均處國內(nèi)領(lǐng)先地位

天津科技大學(xué)代謝控制發(fā)酵研究室長期從事代謝控制發(fā)酵，特別是在氨基酸生產(chǎn)菌的選育及發(fā)酵條件的研究領(lǐng)域，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，取得了驕人的成績。他們選育的谷氨酸、賴氨酸、鳥氨酸、亮氨酸、L－異亮氨酸、色氨酸、L－纈氨酸等生產(chǎn)菌及肌苷、鳥苷生產(chǎn)菌在國內(nèi)均處領(lǐng)先地位。其中“TG866－174新菌種擴(kuò)大試驗(yàn)”課題榮獲天津市科技進(jìn)步三等獎，天津市科技協(xié)作二等獎。該菌種在全國推廣，產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳寧博士介紹，我國味精產(chǎn)量居世界首位，進(jìn)一步提高谷氨酸發(fā)酵水平，是我國在“十五”期間生物技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)研究的方向之一。他們以黃色短桿菌TJ1為出發(fā)菌株，定向選育出溫度敏感突變株CN1021，在最佳發(fā)酵條件下，谷氨酸溫度敏感型菌株CN1021在6m3發(fā)酵罐上產(chǎn)酸達(dá)146g／L，糖酸轉(zhuǎn)化率達(dá)62．8％，達(dá)到國際同類研究的先進(jìn)水平。

L－纈氨酸是廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品及調(diào)味劑、動物飼料和化妝品的必需氨基酸。陳寧博士帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室以黃色短桿菌TV10為出發(fā)菌株，選育出L－纈氨酸高產(chǎn)菌菌株TV2564。在5L發(fā)酵罐上補(bǔ)料分批發(fā)酵60h，產(chǎn)L－纈氨酸50．71g／L，達(dá)到國內(nèi)同類研究的領(lǐng)先水平及國際先進(jìn)水平。

隨著色氨酸在醫(yī)藥、食品和飼料等方面應(yīng)用的開拓，市場需求量近年來不斷增加。發(fā)酵法生產(chǎn)色氨酸是世界性難題，國外主要以微生物轉(zhuǎn)化法為主，其產(chǎn)量也難以滿足世界需要。目前國內(nèi)還沒有用直接發(fā)酵法生產(chǎn)色氨酸的廠家，發(fā)酵研究水平也較低。該實(shí)驗(yàn)室以谷氨酸棒桿菌AS1542為出發(fā)菌株，選育出L－色氨酸高產(chǎn)菌TQ2223，在5L罐上進(jìn)行補(bǔ)料分批發(fā)酵利用72小時(shí)，L－色氨酸的產(chǎn)量達(dá)到13．4～15g／L，這是國內(nèi)直接發(fā)酵法生產(chǎn)L－色氨酸的領(lǐng)先水平。

L－亮氨酸是臨床選用的復(fù)合氨基酸靜脈注射液不可缺少的原料。目前，L－亮氨酸的生產(chǎn)主要以日本為主。近年來國內(nèi)對發(fā)酵法生產(chǎn)L－亮氨酸的研究報(bào)道很少。目前國內(nèi)雖然已有生產(chǎn)廠家，但菌株產(chǎn)酸水平不高，產(chǎn)量較小，遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場的需求。該實(shí)驗(yàn)室選育的亮氨酸生產(chǎn)菌產(chǎn)亮氨酸已達(dá)到28～30g／L，接近國際先進(jìn)水平，屬國內(nèi)領(lǐng)先。

L－異亮氨酸廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和食品領(lǐng)域，近年來在運(yùn)動食品行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。該實(shí)驗(yàn)室選育的菌種異亮氨酸生產(chǎn)菌，產(chǎn)異亮氨酸已達(dá)到25～28g／L，接近國際先進(jìn)水平，達(dá)國內(nèi)領(lǐng)先。

另外，該實(shí)驗(yàn)室選育的賴氨酸生產(chǎn)菌產(chǎn)賴氨酸已達(dá)到120～140g／L，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先。鳥氨酸已達(dá)到13g／L。

肌苷是食品工業(yè)中重要的助鮮劑肌苷酸的前體物。近年來隨著日本、韓國等廠家對中國市場的沖擊，國內(nèi)肌苷發(fā)酵產(chǎn)業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。從本質(zhì)上提高發(fā)酵得率、降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而提高生產(chǎn)能力已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。該實(shí)驗(yàn)室以枯草芽孢桿菌TY－21為出發(fā)菌株，選育出一株肌苷生產(chǎn)菌株TX－3。

在5L發(fā)酵罐上補(bǔ)料分批發(fā)酵72h，產(chǎn)肌苷30g／L，達(dá)到國內(nèi)同類研究的領(lǐng)先水平。

鳥苷在食品增鮮劑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，目前已經(jīng)成為繼味精之后的第2代和第3代食品增鮮劑中必不可少的成分。盡管我國自七八十年代就開展了鳥苷類物質(zhì)發(fā)酵的研究，但是一直進(jìn)展不大，因而鳥苷生產(chǎn)成本居高不下，其發(fā)酵法生產(chǎn)得率的提高已經(jīng)成為呈味核苷酸工業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。該實(shí)驗(yàn)室以枯草芽孢桿菌T1001為出發(fā)菌株，選育出鳥苷高產(chǎn)菌A208，鳥苷的產(chǎn)量可達(dá)30g／L，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。目前，他們正在利用基因工程技術(shù)構(gòu)建鳥苷工程菌，取得重大進(jìn)展。

另外，該實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行直接發(fā)酵法生產(chǎn)腺苷、胞苷、尿苷的研究，目前已選育出基礎(chǔ)生產(chǎn)菌株，填補(bǔ)了國內(nèi)發(fā)酵法生產(chǎn)此三類核苷物質(zhì)的空白，目前正在利用現(xiàn)代生物技術(shù)對基礎(chǔ)菌株進(jìn)行改造，以便實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。