[发明专利]一种提高重组胶原蛋白生产水平的发酵工艺

说明书

本发明提供了一种提高重组胶原蛋白生产水平的发酵工艺，涉及基因重组工程菌发酵技术领域。一种提高重组胶原蛋白生产水平的发酵工艺，包括以下步骤：S1：将毕赤酵母工程菌接种于种子罐中培养，待溶氧大幅度回升后补加甘油和补料培养基，待湿重增至大于100g/L时，移种至发酵罐中开始发酵培养；S2：将发酵罐内的毕赤酵母工程菌培养至溶氧大幅度回升后，使用碳源培养基和补料培养基进行混合碳源补料，待物料湿重增至大于150g/L时，停止混合碳源补料；S3：碳源耗尽后，加入甲醇和补料培养基进行诱导表达至发酵结束。本发明可以提高重组胶原蛋白的表达量，缩短发酵周期，从而提高重组胶原蛋白的发酵生产水平，适用于稳定的工业化生产。

技术领域

本发明涉及基因重组工程菌发酵技术领域，具体而言，涉及一种提高重组胶原蛋白生产水平的发酵工艺。

背景技术

胶原蛋白(collagen)是体内含量最多的一种蛋白质，是细胞外基质(ECM)的主要成分，其对维护细胞、组织、器官的正常生理功能和损伤修复有重要作用。因为具有独特的结构，决定了胶原蛋白优良的生物相容性和低免疫原性，已广泛应用于医药、保健品及化妆品行业中。

在现有技术中，胶原蛋白的主要来源是动物组织提取，而随着生物技术的发展，利用基因重组技术，通过微生物发酵法获得的重组胶原蛋白已取得巨大成果，与天然胶原蛋白相比，利用该技术生产的重组胶原蛋白解决了传统提取法存在的病毒隐患缺陷，同时又显著提高了胶原蛋白的稳定性、亲水性和生物相容性。

目前，一般使用毕赤酵母工程菌进行发酵培养，生产重组胶原蛋白；但是目前发酵培养基多是以Invitrogen公司提供的BSM培养基为主，且在发酵阶段一般碳源补料阶段只使用甘油，诱导表达阶段只使用甲醇；这样的发酵方法存在以下一些问题：

(1)利用BSM培养基培养种子，湿重在90-100g/L，整体菌量偏低，移入发酵培养基后延滞期较长，影响整体生产水平；

(2)BSM培养基成分盐离子浓度过高，抑制菌体生长，影响菌种活力，难以快速达到高密度发酵水平；

(3)甘油粘稠，过高的占比影响氧传质及料液的均一性；

(4)BSM培养基的高盐及甘油、甲醇的单独使用易导致中后期菌体的衰亡、蛋白酶分泌的增加，蛋白降解的加剧，从而影响整体蛋白的质量；

(5)BSM培养基成分含高浓度磷酸，培养基初始pH低于1.5，对电极等元件都有极大地损伤，严重的影响发酵罐的使用寿命；

(6)BSM培养基及补料甘油、甲醇含PTM1，PTM1配制复杂且不能高温灭菌，需要无菌过滤，为工业化放大造成极大困扰；

(7)毕赤酵母工程菌在维持溶氧时，需要纯氧的引入，这样一方面增加生产成本，另一方面纯氧属于易燃易爆品，易造成安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高重组胶原蛋白生产水平的发酵工艺，其可以提高重组胶原蛋白的表达量，缩短发酵周期，从而提高重组胶原蛋白的发酵生产水平，适用于稳定的工业化生产。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种提高重组胶原蛋白生产水平的发酵工艺，包括以下步骤：

S1：将毕赤酵母工程菌接种于种子罐中培养，待溶氧大幅度回升后补加甘油和补料培养基，待湿重增至大于100g/L时，移种至发酵罐中开始发酵培养；

S2：将发酵罐内的毕赤酵母工程菌培养至溶氧大幅度回升后，使用碳源培养基和补料培养基进行混合碳源补料，待物料湿重增至大于150g/L时，停止混合碳源补料；

S3：碳源耗尽后，加入甲醇和补料培养基进行诱导表达至发酵结束。