[發明專利]谷氨酸的發酵生產及后處理

有效

• 申請號: 201711350944.1
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107974473B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 馬吉銀;趙二紅;哈志瑞;馬文友
• 申請（專利權）人: 內蒙古伊品生物科技有限公司
• 主分類號: C12P13/14
• 分類號: C12P13/14;C12N1/21;C05G3/80;A23K20/142;A23K10/10;C12R1/15
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本發明提供了發酵生產L?谷氨酸的方法，其包括改造棒桿菌屬細菌染色體上編碼DNA甲基化酶的基因，使DNA甲基化酶的活性和/或表達量降低；和，用改造而得到的細菌發酵生產L?谷氨酸。另外，本發明還提供了谷氨酸發酵液的處理方法。

技術領域

本發明屬于氨基酸發酵領域，具體而言，本發明涉及發酵生產L-谷氨酸的方法和應用，和可以用在這些方法和應用中的細菌，以及后處理方法等。

背景技術

L-谷氨酸是重要的氨基酸原料，已經被廣泛用作為調味品和食品添加劑使用。當前，L-谷氨酸的生產主要是通過微生物的發酵生產的，如可以利用棒狀桿菌來生產。

用于發酵生產的微生物可以是野生型微生物，但是更多的是通過誘變或基因工程獲得的產量更高的營養缺陷型、耐藥變異型和代謝變異型微生物。對于基因工程獲得的性狀改良的微生物來說，其中至關重要的就是性質優異的基因。例如，中國專利第201110065721.7號公開了L-谷氨酸的發酵方法，其包括將編碼RNA聚合酶sigma-32因子變體的多核苷酸導入產L-谷氨酸的菌，從而使所獲得的菌表達所述RNA聚合酶sigma-32因子變體，然后在發酵條件下培養。

本發明人經過長期研究和實踐，經歷了眾多的失敗，憑借了一些運氣，偶然發現在棒桿菌的染色體中對一個編碼腺嘌呤特異性DNA甲基化酶的基因的改造能夠有助于提高L-谷氨酸的產量。該方法與現有改造的大量高產L-谷氨酸的細菌的染色體改造位點沒有沖突，可以疊加提高的效果，從而在實踐上可用于多種細菌發酵生產L-谷氨酸。

另外，目前國內對谷氨酸發酵液的后處理基本是，發酵液過濾或超濾后經蒸發器濃縮（濃縮倍數控制在谷氨酸含量為30-32g/dl），采用流加的方式加酸連續中和到等電點pH3.22，形成谷氨酸晶型，分離后的廢液（母液）經絮凝、過濾，濾渣經氣流干燥而作為蛋白飼料，濾液經濃縮后加入腐殖酸等，高溫（滾筒）造粒形成復合肥。

然而，本發明人發現，該方法收率較低，為88%-90%，大量成分溶于母液和此后的濾液，干燥成附加值低的復合肥，而且由于母液中溶有大量發酵產生的氨氮，干燥過程會產生大量有異味的廢氣，在目前日益重視環保的形勢下難以擴大生產規模。為此，經過長期研究和實踐，本發明人設計了新的谷氨酸發酵液的后處理方法，改變了發酵液的起始處理方式，從而使得谷氨酸收率有所提高，達到90%-93%，并且設計了全新的母液處理方法，減少了低附加值的復合肥的產生，充分利用發酵剩余的菌體作為蛋白飼料，獲得了可重復利用的硫酸銨等鹽，并且大幅減少了有異味的廢氣，幾乎沒有高溫造粒產生有異味的廢氣。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供新的發酵生產L-谷氨酸的方法及其相關的方法，包括相對于未改造細菌提高L-谷氨酸的發酵生產量的方法，改造的細菌在發酵生產L-谷氨酸中的應用，改造的細菌在相對于未改造細菌提高L-谷氨酸的發酵生產量的應用，和/或，改造細菌的方法等。另外，本發明還提供了新的谷氨酸發酵液的處理方法等。

具體而言，在第一方面，本發明提供了發酵生產L-谷氨酸的方法，其包括：

（1）改造棒桿菌屬細菌染色體上編碼腺嘌呤特異性DNA甲基化酶的基因，使腺嘌呤特異性DNA甲基化酶的活性和/或表達量降低；和，

（2）用步驟（1）改造而得到的細菌發酵生產L-谷氨酸。

在本文中，術語“改造”指的是是相應被改造的對象發生變化，從而達到一定的效果。改造位于染色體上的基因的手段包括但是不限于，誘變、定點突變、和/或同源重組，優選是后兩者。改造位于染色體上的基因使得該基因的核苷酸序列被添加、缺失或替換一個或多個核苷酸，例如可以在該基因中插入無義密碼子，也可以敲除該基因。也可以通過改造該基因的調控序列來間接改造該基因，從而使其編碼的蛋白質的活性和/或表達量降低。