[發明專利]一種混菌發酵生產支鏈氨基酸的方法

有效

• 申請號: 202011134863.X
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112195204B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 高鵬;陳釗;吳濤;褚凡;常利斌;龔華;李巖;趙津津
• 申請（專利權）人: 通遼梅花生物科技有限公司
• 主分類號: C12P13/06
• 分類號: C12P13/06;C12P13/08;C12N1/20;C12R1/15
• 代理公司: 內蒙古欣洋瑞專利代理有限公司 15110
• 代理人: 劉彩霞

本發明公開了一種混菌發酵生產支鏈氨基酸的方法，選擇異亮氨酸生產菌、亮氨酸生產菌或纈氨酸生產菌中的至少2株不同的生產菌株，采用混菌聯合發酵方法，制備得到亮氨酸、纈氨酸、異亮氨酸的質量比為2：0.8?1.2：0.8?1.2的發酵液。本發明通過選擇合適的菌株，利用混菌發酵，通過控制合適的種子液接種比和分兩階段控制發酵溫度，來調整產物的比例，使亮氨酸、纈氨酸、異亮氨酸的表達量比例達到2：0.8?1.2：0.8?1.2，直接達到常規BCAA產品的要求；一次性同時生產三種支鏈氨基酸，簡化了發酵、提取工藝，降低了生產成本，同時大大減少了生產污水的排放量。

技術領域：

本發明屬于氨基酸生產技術領域，具體涉及一種混菌發酵生產支鏈氨基酸的方法。

背景技術：

支鏈氨基酸(BCAA：Branched ChainAminoAcids)指的是結構上含有支鏈的一群氨基酸，包括了亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸。這三種氨基酸屬于必須氨基酸，與合成蛋白質有著密不可分的關系，不用經過身體代謝，便可以直接提供能量給人體使用。人體中約33％的肌肉蛋白質是由BCAA組成，BCAA對任何運動項目來說都是最重要和最有效的營養品，它可以幫助生物體自然地、沒有任何副作用地增強肌肉獲得更多能量。科學家已經發現這種氨基酸混合物在延長單細胞酵母壽命上的巨大作用，運動前或運動中補充支鏈氨基酸可以提高運動能力。運動后立即或運動后隨餐食用BCAA可以降低皮質醇和快速恢復肌肉中支鏈氨基酸的水平。支鏈氨基酸之間在吸收能力上具有相互競爭性，因此必須同時補充，以保證較大程度的吸收。目前常規BCAA產品中亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸的比例一般是2:1:1。

在現有氨基酸發酵工藝中，一般以某一種氨基酸作為主要產物，其他氨基酸作為雜酸，經后續提取工序予以除去，即提取精制過程，提取步驟往往需要消耗大量的蒸汽、水源、能源，是主要的成本來源，且會帶來大量的污水。如果按照現有發酵工藝進行生產，從3種支鏈氨基酸的生產到BCAA產品的制備，就要經過3次發酵、3次提取，生產工序復雜，成本高，污染大。

發明內容：

基于現有工藝存在的工序復雜、成本高、污染大問題，本發明通過改進支鏈氨基酸的發酵技術工藝，提供一種工藝簡單、生產成本低、污染小的，經1步發酵、1步提取、混菌發酵生產支鏈氨基酸的方法。

本發明的目的由如下技術方案實施：一種混菌發酵生產支鏈氨基酸的方法，選擇異亮氨酸生產菌、亮氨酸生產菌或纈氨酸生產菌中的至少2株不同的生產菌株，采用混菌聯合發酵方法，制備得到亮氨酸、纈氨酸、異亮氨酸的質量比為2：0.8-1.2：0.8-1.2的發酵液。

進一步，選擇2株不同的生產菌株，分別為谷氨酸棒桿菌株SML001(保藏編號為CGMCC NO.13408)和谷氨酸棒桿菌株SMV001(保藏編號為CGMCC NO.11938)。所述谷氨酸棒桿菌株SML001是一種亮氨酸生產菌，所述谷氨酸棒桿菌株SML001發酵過程中積累的雜酸主要是異亮氨酸；所述谷氨酸棒桿菌株SMV001是一種纈氨酸生產菌，所述谷氨酸棒桿菌株SMV001發酵過程中主要積累雜酸也為異亮氨酸。

進一步，所述混菌聯合發酵方法具體包括如下步驟：

(1)分別將所述谷氨酸棒桿菌株SML001和所述谷氨酸棒桿菌株SMV001用發酵罐進行培養，依次得到種子液1和種子液2；

(2)按照5-12％的接種比將種子液1接入發酵罐中，再按照12-20％的接種比將種子液2接入所述發酵罐中，進行聯合培養發酵，制備得到發酵液。

進一步，所述步驟(2)聯合培養發酵過程中，發酵的前0-30h溫度控制在28-31℃；發酵的后30-50h溫度控制在31-34℃。谷氨酸棒桿菌株SML001在28-31℃條件下，菌體量增長快、亮氨酸產酸高；谷氨酸棒桿菌株SMV001在31-34℃條件下，纈氨酸積累最多。從而在前中期積累較多的亮氨酸、異亮氨酸，后期積累較多的纈氨酸，使得最終發酵液中亮氨酸、纈氨酸、異亮氨酸的比例達到2：0.8-1.2：0.8-1.2。