本发明属于香兰素发酵生产，涉及一种提高香兰素产量的发酵方法。
背景技术：
1、香兰素，又名香草醛，它自然存在于香草豆中，是一种广泛使用的香料和食品添加剂，因其具有强烈的香草香气而备受青睐，它不仅可以用作增香剂和定香剂，还可在食品中用作防腐剂、保鲜剂和抗氧化剂。
2、目前，市场上香兰素的生产方式主要包括植物提取、化学合成、微生物转化。化学合成法工艺成熟，原料来源广泛，但存在环境污染严重，产品香气单一，易掺杂质，合成香兰素的安全性也受到质疑；而随着消费者对天然香料需求的不断增长，人们对天然绿色产品的需求也越来越高，利用微生物转化天然底物生产香兰素受到重视。目前，微生物转化所用的天然底物主要有可再生资源阿魏酸、丁香酚等，其中阿魏酸广泛存在于自然界中，价格低廉，原料充足，被认为是微生物生产香兰素首选的前体物质。
3、在以阿魏酸为底物生产香兰素中，以大肠杆菌为底盘，利用阿魏酸脱竣酶(ferulicaciddecarboxylase，fdc)及类胡萝卜素裂解加氧酶(caulobactersegniscarotenoidcleavageoxygenases，cso2)催化生成香兰素构建微生物细胞工厂，转化可再生底物阿魏酸生成香兰素是香兰素生物合成的重要发展方向之一。但是在现有技术中，阿魏酸作为底物对大肠杆菌具有毒害作用，高浓度条件下会抑制菌株的生长和代谢，并导致细胞自溶，降低香兰素的产量，并且在发酵过程中，发酵体系的ph会逐渐升高超出适宜ph范围。因此，目前需要提供一种提高香兰素产量的发酵方法，减少高浓度阿魏酸对大肠杆菌的毒害作用，提高香兰素产量。
技术实现思路
1、本发明为了解决上述技术问题提供一种提高香兰素产量的发酵方法，采用ph敏感性材料包埋底物阿魏酸，使得阿魏酸在发酵过程中缓慢释放，从而可以在发酵开始一次性投加阿魏酸，减少了阿魏酸一次性投加浓度过高对发酵菌产生的毒性作用，同时避免了阿魏酸过于降低发酵体系的ph；随着发酵的进行，发酵体系的ph逐渐升高，此时ph敏感聚合物在碱性环境中溶解，阿魏酸被释放出来转化生产香兰素，同时阿魏酸的释放可以降低体系的ph，使得发酵ph维持在适宜的范围，促进发酵生产，提高发酵产率。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
3、本发明提供了一种提高香兰素产量的发酵方法，以阿魏酸为底物，所述阿魏酸以阿魏酸缓释体形式加入发酵液中。
4、进一步地，所述阿魏酸缓释体为壳核结构，阿魏酸被包覆在壳体中。
5、进一步地，所述壳体为在碱性环境下溶解的ph敏感性材料。
6、进一步地，其特征在于，所述ph敏感性材料为可在ph大于7的环境下溶解的聚丙烯酸树脂。
7、更进一步地，所述聚丙烯酸树脂优选为尤特奇s110。
8、进一步地，所述阿魏酸缓释体的制备方法包括：将阿魏酸芯材置于流化床底，将ph敏感性材料溶解在溶剂中后喷雾至阿魏酸表面，得到阿魏酸缓释体。
9、优选地，所述流化床进风温度为80-95℃，出风温度为35-45℃，喷雾压力控制在0.4-0.5mpa。
10、更进一步优选地，所述流化床进风温度为90℃，出风温度为40℃，喷雾压力控制在0.4mpa。
11、优选地，所述ph敏感性材料与所述阿魏酸的重量比为（1-4）：（4-6）。
12、更进一步优选地，ph敏感性材料与所述阿魏酸的重量比为2:5。
13、进一步地，所述发酵方法包括如下步骤：
14、将发酵种子液接入装有发酵培养基的发酵罐中，调节发酵罐中发酵体系的ph，进行发酵，发酵到od600为28-32，向发酵罐中加入诱导剂，并调节温度至20-25℃，继续发酵24-28h，取发酵液，提取产物；其中，在此发酵过程中加入上述的阿魏酸缓释体。
15、进一步地，所述阿魏酸缓释体添加在调节发酵体系的ph之前。
16、具体地，将发酵种子液接入装有发酵培养基的发酵罐中，向发酵罐中加入上述的阿魏酸缓释体，调节发酵罐中发酵体系的ph，进行发酵；发酵到od600为28-32，向发酵罐中加入诱导剂，并调节温度至20-25℃，继续发酵24-28h，取发酵液，提取产物。
17、进一步地，所述阿魏酸缓释体添加在加入诱导剂之后。
18、具体地，将发酵种子液接入装有发酵培养基的发酵罐中，调节发酵罐中发酵体系的ph，进行发酵；发酵到od600为28-32，向发酵罐中加入诱导剂，接着向发酵罐中加入上述的阿魏酸缓释体，并调节温度至20-25℃，继续发酵24-28h，取发酵液，提取产物。
19、进一步地，所述阿魏酸缓释体的添加量为阿魏酸的添加量10g/l。
20、进一步地，还包括向发酵罐中加入发酵辅助液。
21、更进一步地，所述发酵辅助液添加在调节发酵体系ph之前。
22、进一步地，所述发酵辅助液的添加量为0.1%（v/v）。
23、进一步地，所述发酵辅助液的制备过程为：取发酵种子液接入到发酵培养基中，培养至od600为50-70，菌体生长旺盛，取发酵液破碎，高温灭菌，得到发酵辅助液。
24、进一步地，使用磷酸和/或氨水调节发酵体系的ph为6.0-6.3。
25、进一步地，所述诱导剂为0.2mm的异丙基-β-d-硫代半乳糖苷。
26、优选地，所述发酵培养基的组分包括：kh2po4、k2hpo4、大豆蛋白、酵母浸出粉、甘油。
27、进一步优选地，所述发酵培养基的组分包括：2.31g/lkh2po4、12.54g/lk2hpo4、大豆蛋白12g/l、酵母浸出粉24g/l、甘油5g/l。
28、本发明的有益效果是：
29、1、本发明采用ph敏感聚合物包裹阿魏酸，巧妙地利用发酵过程中ph值的变化，在延缓阿魏酸释放的同时实现对阿魏酸的一次性投加，这种设计不仅减少了阿魏酸对工程菌株的毒害作用，提高了菌株对高浓度阿魏酸的耐受能力，从而增加了香兰素的产量，提高转化率；此外，阿魏酸的缓释机制避免了高浓度阿魏酸对发酵体系ph值的过度影响，确保发酵体系维持在适宜的ph范围内，有利于维持菌株的稳定生长和发酵效率；
30、2、随着发酵的进行，添加诱导剂后，ph值升高超过7，ph敏感聚合物在碱性环境中溶解，释放出阿魏酸；此时释放的阿魏酸不仅作为底物转化生成香兰素，还能够自动调节发酵体系的ph值，使其维持在适宜范围内，从而进一步促进发酵生产和产率的提高；通过这种方式，阿魏酸缓释体在发酵过程中利用环境变化实现了自平衡，确保发酵进程的顺利进行；
31、3、本技术中阿魏酸缓释体的包材选择，使其能够在酸性环境下保持稳定，而在碱性条件下溶解，且包材溶解后对发酵体系无影响；
32、4、本发明通过将生长旺盛的菌株单独培养并破碎，将其细胞内容物作为添加液加入到发酵体系中。基于细胞信息交流能力，这一方法显著缩短了菌株的延滞期，从而加速了菌体生长并缩短了发酵时长，最终提高了生产效率。
1.一种提高香兰素产量的发酵方法，以阿魏酸为底物，其特征在于，所述阿魏酸以阿魏酸缓释体形式加入发酵液中。
2.根据权利要求1所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述阿魏酸缓释体为壳核结构，阿魏酸被包覆在壳体中。
3.根据权利要求2所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述壳体为在碱性环境下溶解的ph敏感性材料。
4.根据权利要求3所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述ph敏感性材料为可在ph大于7的环境下溶解的聚丙烯酸树脂。
5.根据权利要求2所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述阿魏酸缓释体的制备方法包括：将阿魏酸芯材置于流化床底，将ph敏感性材料溶解在溶剂中后喷雾至阿魏酸表面，得到阿魏酸缓释体。
6.根据权利要求1所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述发酵方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述阿魏酸缓释体添加在调节发酵体系的ph之前。
8.根据权利要求6所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述阿魏酸缓释体添加在加入诱导剂之后。
9.根据权利要求6-8任一项所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述阿魏酸缓释体中的阿魏酸在发酵液中的添加量10g/l。
10.根据权利要求6所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，还包括向发酵罐中加入发酵辅助液。
11.根据权利要求10所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述发酵辅助液的添加量为0.1%（v/v）。
12.根据权利要求10所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述发酵辅助液的制备过程为：取发酵种子液接入到发酵培养基中，培养至od600为50-70，菌体生长旺盛，取发酵液破碎，高温灭菌，得到发酵辅助液。
13.根据权利要求6所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，使用磷酸和/或氨水调节发酵体系的ph为6.0-6.3。
14.根据权利要求6所述的一种提高香兰素产量的发酵方法，其特征在于，所述诱导剂为0.2mm的异丙基-β-d-硫代半乳糖苷。
