[發(fā)明專利]一種枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基葡萄糖的補料方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911300917.2
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110760622B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐恒德;張西進;朱玉欽;劉家印;李建波
• 申請（專利權(quán)）人: 大自然生物集團有限公司
• 主分類號: C12Q3/00
• 分類號: C12Q3/00;C12P19/26;C12R1/125
• 代理公司: 北京金宏來專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11641
• 代理人: 左海明

本發(fā)明涉及一種枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基葡萄糖的補料方法，屬于微生物發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。主要步驟包括以一定濃度葡萄糖溶液為補料液；利用PLC控制系統(tǒng)和蠕動泵定量補料模式進行補料；根據(jù)發(fā)酵罐中葡萄糖含量及溶氧高低來控制開始時間及補料量，本發(fā)明工藝參數(shù)控制簡單、氨基葡萄糖產(chǎn)率高，發(fā)酵副反應(yīng)少，提取收率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種枯草芽孢桿菌生產(chǎn)氨基葡萄糖的補料方法。

背景技術(shù)

目前氨基葡萄糖生產(chǎn)方法主要有酶轉(zhuǎn)化法、蝦蟹殼提取法、微生物發(fā)酵法等，其中微生物發(fā)酵法因其產(chǎn)率高、成本低，不受原料來源與季節(jié)限制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點，將替代其他兩種生產(chǎn)方法。以枯草芽孢桿菌基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基葡萄糖相對于其他微生物發(fā)酵，在菌種及產(chǎn)品安全性等方面有很大優(yōu)勢，因為枯草芽孢桿菌是食品安全級菌株，其發(fā)酵生產(chǎn)的氨基葡萄糖在基因?qū)用娴陌踩杂斜Ｕ希谠絹碓街匾暿称匪幤钒踩默F(xiàn)代社會，其具有非常重要的意義。

在枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)過程中，補料是維持發(fā)酵過程高效進行的一個很重要的環(huán)節(jié)，現(xiàn)有的枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)過程只是簡單地以葡萄糖的含量作為不了添加的依據(jù)，但影響枯草芽孢桿菌發(fā)酵過程不僅葡萄糖含量一個因素，因此這一做法并不能很好的適應(yīng)枯草芽孢桿菌的發(fā)酵過程。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明專利設(shè)計了一種枯草芽孢桿菌生產(chǎn)氨基葡萄糖的補料方法，包括如下步驟，

(a)以濃度為700～800g/L的食品級一水葡萄糖溶液為補料液進行補料；

(b)調(diào)節(jié)補料罐的罐壓至0.05～0.15MPa，保持發(fā)酵罐的罐壓在0.03～0.05MPa；

(c)采用蠕動泵定量補料模式流加葡萄糖補料液，采用PLC控制系統(tǒng)控制蠕動泵進行進行補料，PLC控制系統(tǒng)同時監(jiān)測發(fā)酵罐中葡萄糖的含量和溶氧量，當發(fā)酵罐內(nèi)溶氧量急速上升到90％后開始補料；

(d)補料開始后，根據(jù)發(fā)酵罐內(nèi)葡萄糖的含量和溶氧量，由PLC控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速，逐步增加補料量，使罐內(nèi)葡萄糖濃度控制在3～5g/L，在提升補料速度時，罐內(nèi)溶氧會降低，此時通過增加通風量及攪拌轉(zhuǎn)速，對罐內(nèi)的溶氧進行調(diào)節(jié)；

(e)發(fā)酵過程中對溶氧進行多段控制，由PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測溶氧量，并通過控制通風裝置啟停和攪拌轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明設(shè)計的枯草芽孢桿菌生產(chǎn)氨基葡萄糖的補料方法是根據(jù)溶氧變化情況判定補料開始時間，在溶氧快速上升到90后，開始補料，避免因不能快速檢測罐內(nèi)葡萄糖濃度而耽誤補料，造成發(fā)酵代謝缺糖；同時采用蠕動泵定量補料，對補料流加量控制更精確，菌種在一個更加平穩(wěn)的環(huán)境中生長代謝，使得菌種轉(zhuǎn)化率和氨基葡萄糖轉(zhuǎn)化率高，菌種代謝速度快，，縮短發(fā)酵周期，降低了能耗。

進一步的，所述步驟(d)中每1個小時測量罐內(nèi)葡萄糖濃度，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速，逐步增加補料量，在罐內(nèi)葡萄糖濃度達到4.5g/L時，不再提升補料速度，罐內(nèi)葡萄糖濃度超過5g/L時，降低補料速度。

進一步的，所述步驟(e)發(fā)酵過程中溶氧的控制過程為發(fā)酵的第0～7h，溶氧30％；第7～15h,溶氧50％；第15～50h,溶氧40％；第50～65h,溶氧30％。

進一步的，所述補料液需在0.1MPa，121℃條件下蒸汽濕熱滅菌20min。

進一步的，所述補料液為800g/L的食品級一水葡萄糖溶液。

進一步的，所述步驟(b)調(diào)節(jié)補料罐的罐壓至0.1MPa，保持發(fā)酵罐的罐壓在0.04MPa

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明設(shè)計的一種枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基葡萄糖的補料方法的進步之處在于，首先本發(fā)明的補料過程通過PLC控制系統(tǒng)進行監(jiān)控調(diào)節(jié)進行，以溶氧量變化情況判定補料開始時間，在溶氧快速上升到90％后，開始補料，避免因不能快速檢測罐內(nèi)葡萄糖濃度而耽誤補料，造成發(fā)酵代謝缺糖。