L-鸟氨酸和L-瓜氨酸生物制造关键技术

L-鸟氨酸在食品、医药和精细化工领域具有广泛的应用，L-瓜氨酸在抗氧化、医用检测、保健食品、化妆品和食品添加剂等方面具有广泛的应用前景，国内外需求巨大。

L-鸟氨酸和L-瓜氨酸的生产有天然提取法、化学合成法、生物转化法等。天然提取法由于成本高，无法工业化生产；化学合成工艺难于控制，投资大、设备利用率低；生物转化法条件温和，但还是受原料精氨酸生产、已有知识产权专利保护及环保因素等多条件制约。

本成果利用先进代谢工程技术，通过从头理性设计和系统优化谷氨酸棒杆菌，构建了具有自主知识产权的生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸谷氨酸棒杆菌工程菌。生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸的谷氨酸棒杆菌工程菌不含任何质粒，遗传稳定。以葡萄糖无机盐培养基生产L-鸟氨酸，目前在7L发酵罐水平，通过分批补料的方式，通过约72小时左右发酵，L-鸟氨酸产量可达到50g/L左右。

近年来，随着L-鸟氨酸和L-瓜氨酸在医药、食品、化工等领域应用的不断推广，产量和需求量稳定增长，平均年增长率达到10%左右。目前国内年产能明显不足，平均利润水平可以达到50%左右，开发绿色环保的生产技术具有较大的竞争力，也是产业发展方向，因此，L-鸟氨酸和L-瓜氨酸具有较大的市场开发空间。本成果通过谷氨酸棒杆菌发酵法生产L-鸟氨酸和L-瓜氨酸，具有绿色、环保、可持续，与传统方法相比，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景以及较大的投资收益。