[發明專利]一種提高谷氨酸發酵轉化率和提取率的方法

在審

• 申請號: 201910292992.2
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109943604A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 王峰;盧松;許傳娟;杜鵬;佟志偉;李文全;高雷
• 申請（專利權）人: 盧松
• 主分類號: C12P13/14
• 分類號: C12P13/14;C07C227/42;C07C227/40;C07C229/24;C12R1/15
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本發明屬于谷氨酸生產技術領域，公開了一種提高谷氨酸發酵轉化率和提取率的方法，其包括如下步驟：步驟1）制備谷氨酸棒桿菌種子液，步驟2）分批發酵，步驟3）提取谷氨酸。本發明方法提高了谷氨酸發酵轉化率和提取率。

技術領域

本發明屬于谷氨酸生產技術領域，涉及一種提高谷氨酸發酵轉化率和提取率的方法。

背景技術

谷氨酸，是一種酸性氨基酸。分子內含兩個羧基，化學名稱為α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索遜1856年發現的，為無色晶體，有鮮味，微溶于水，而溶于鹽酸溶液，等電點3.22。大量存在于谷類蛋白質中，動物腦中含量也較多。谷氨酸在生物體內的蛋白質代謝過程中占重要地位，參與動物、植物和微生物中的許多重要化學反應。谷氨酸鈉俗稱味精，是重要的鮮味劑，對香味具有增強作用。谷氨酸鈉廣泛用于食品調味劑，既可單獨使用，又能與其它氨基酸等并用。用于食品內，有增香作用。在食品中濃度為0.2%-0.5%，每人每天允許攝入量(ADl)為0-120微克/千克(以谷氨酸計)。在食品加工中一般用量為0.2—1.5克/公斤。

谷氨酸棒桿菌是谷氨酸發酵的菌株，屬于兼性好氧菌，培養基成分及培養條件不同，產物也不同，谷氨酸發酵條件優化主要為培養基組分和發酵過程參數控制優化兩方面。在發酵過程中，菌種自身的發酵特性有時會發生變化，導致批次間發酵性能出現巨大差異。一旦菌種發酵特性發生改變，菌體對環境變化的適應能力和產酸能力就會下降，表現為補料之后出現“只耗糖、不產酸”的現象，最終谷氨酸濃度很低，造成發酵性能不穩定。谷氨酸發酵的前期主要菌株增殖迅速，中后期菌株增殖速度放緩，但是谷氨酸合成加快，是合成分泌谷氨酸的關鍵時期，即，從積累型到產酸型菌株轉換。

申請人之前的專利技術“一種提高谷氨酸發酵中后期轉化率的方法” 其包括如下步驟：在發酵過程中添加肌醇和二甲基甲酰胺，并且采用超聲波處理，其通過添加適量的二甲基甲酰胺，使得菌體的細胞膜通透性增強，有利于底物分子更容易進入細胞與生物酶接觸，進而提高轉化率；適量的肌醇可以強化CO2 固定反應, 促進谷氨酸的積累，提高發酵轉化率。在該研究的基礎上，阜豐集團繼續對發酵轉化率和提取率進行了研究，旨在進一步優于谷氨酸生產技術。

發明內容

為了克服現有技術菌株的產酸效率進行進一步地提升，本發明提出了一種提高谷氨酸發酵轉化率和提取率的方法。

本發明是通過如下技術方案來實現的：

一種提高谷氨酸發酵轉化率和提取率的方法，其包括如下步驟：

步驟1）制備谷氨酸棒桿菌種子液，步驟2）分批發酵，步驟3）提取谷氨酸。

進一步地，所述分批發酵為膜偶聯透析分批發酵。

進一步地，所述步驟2）分批發酵，包括：

將谷氨酸棒桿菌種子液以6-10％接種量接種接入裝有21L發酵培養基的30L發酵罐中進行發酵培養，發酵溫度33℃，通氣量為0.4vvm，攪拌轉速500r/min，將發酵罐與陶瓷膜偶聯，發酵至12h時，添加1-2g/L的肌醇和0.5-1g/L的碳酸鎂，繼續發酵12h，將發酵罐中的發酵液經由離心泵泵出，然后經陶瓷膜分離，得到濾液和濃縮菌體，將濾液排入到料液儲罐，把濃縮菌體打回發酵罐，同時向發酵罐中補加發酵罐培養基，繼續發酵12h，再添加1-2g/L的肌醇和0.5-1g/L的碳酸鎂，繼續發酵12h，完成發酵，得到發酵液，將發酵罐中的發酵液經由離心泵泵出，然后經陶瓷膜分離，得到濾液和濃縮菌體，將濾液排入到料液儲罐。

進一步地，所述發酵罐培養基的組分為（質量百分比）：葡萄糖12%、玉米漿3%、尿素0.5%、磷酸二氫鉀0.5%、七水硫酸亞鐵0.02%、一水硫酸錳0.01%、黃腐酸0.002%。

進一步地，所述陶瓷膜的截留分子量為10000-20000Da。