“十五”国家科技攻关计划生物工程技术项目系列报道 （7）
嘌呤核苷生产菌代谢流优化研究生产呈味核苷酸I+G
李乃强  邱勇隽  衷金生  张启先
　　呈味核苷酸是继味精（谷氨酸钠）之后的新一代食品增鲜剂，具有鲜度大、口感纯正、营养保健等特点。
一、国内外发展现状
　　日本早在60年代就形成了呈味核苷酸产业化规模。我国在1999年底成功开发出呈味核苷酸系列产品GMP、IMP、
I+G，成为继日本、韩国后第三个生产该类产品的国家。目前一般企业的生产水平为肌苷产量30～35g/L、鸟苷25～
30g/L；肌苷到商品肌苷酸二钠盐重量收率在1∶1.5左右，鸟苷到商品鸟苷酸二钠盐重量收率不低于1∶1.4左右。
但是，目前国内菌株的选育还停留在传统的诱变方法上，筛选高产菌株手段相对盲目，得到高产菌株的几率低；I+G
的合成工艺成本高，收率低，并产生大量的离交废水，环境污染严重。
　　由于I+G的市场需求以每年10%的速率扩大，国外I+G发展很快。近年来日本味之素、韩国希杰等公司不断扩
大产能。希杰公司拟在山东建3000t/a的I+G工厂，该公司开发了发酵法一步得到核苷酸的新工艺，而目前国内工
艺比较复杂，需要先发酵得到核苷，再通过提取合成才能得到产品。发酵法一步得到核苷酸是目前核苷酸产业技术
研发的一个重要方向，国内未见相关报道。
二、攻关任务及完成情况
　　攻关总体目标和考核指标：建立5t发酵罐规模，发酵时间58～62h，肌苷产率≥40g/L，鸟苷产率≥40g/L；
肌苷到商品肌苷酸二钠盐重量收率不低于1∶1.65，鸟苷到商品鸟苷酸二钠盐重量收率不低于1∶1.55。
　　项目组构建了高产的基因工程菌株，主要是构建了guaB基因缺失菌株和purR阻遏子缺失菌株。于2005年11
月顺利通过国家科技攻关验收。有关数据详见表1～表4。
三、新工艺特点及效益分析
　　该课题根据枯草芽孢杆菌嘌呤核苷的代谢途径，运用分子生物学的手段对核苷酸产生菌进行功能基因群修饰，
得到的转化子在含有氯霉素的抗性平板和黄嘌呤营养缺陷型的平板进行筛选，得到黄嘌呤营养缺陷型菌；同时阻遏
子purR对从头合成途径中的所有基因都呈负调控作用，因此项目组构建了pur阻遏子敲除菌株。发酵方面，通过
对表征微生物生理活动和能量、产物代谢的OUR、CER、RQ、溶解氧、pH等参数的研究和各种营养物质的供给量，
特别是嘌呤物质的供给方式等进行有效地实验，为工业化生产提供数据。本项目还对以发酵法生产的肌苷、鸟苷为
原料，采用混合溶剂结晶法，从反应液中一步法直接结晶肌苷酸、鸟苷酸的二钠盐的化学工艺进行研究，与传统的
离交法高能耗、高污染、低收率相比具有很大优势。
　　1000t/a I+G，年销售收入1亿元的经济效益分析：现有技术生产成本为77.53元/kg·I+G，年利税收入2250
万元；改进技术后生产成本可降低为53.1元/kg·I+G，年利税为4690万元。
　　（该项目由上海凯赛生物技术研发中心和江苏微生物研究所有限责任公司共同承担完成）