应用基因工程技术,对宿主的中心代谢途径、色氨酸合成支路代谢途径以及色氨酸转运途径进行系统改造优化,构建出遗传稳定、色氨酸产量高、副酸积累少的工程菌。

高效工程菌的构建从根本上解决了色氨酸生产水平低的问题,为后续发酵工艺和提取工艺研究奠定良好基础。

针对色氨酸发酵过程不稳定的问题,建立精确的发酵残糖流加控制体系,匹配菌株不同时期糖代谢和产物合成速率,有效地降低了有毒副产物乙酸的积累,从而提高了色氨酸发酵产量和糖酸转化率。

针对色氨酸易氧化和提取收率低的问题,建立膜分离和离子交换相结合的分离提取工艺,确定最优的工艺参数,有效地简化生产环节,提高了产品提取收率。

综合工程菌构建、发酵工艺和提取工艺等方面的研究成果,在河南巨龙公司完成了色氨酸中试和工业化生产,建设了年产2500吨饲料级色氨酸生产线。130 m3发酵罐上,色氨酸平均产酸大于45 g/L,平均糖酸转化率大于20%,平均提取收率大于78%,产品纯度大于95%。