[發(fā)明專利]一種谷氨酸的發(fā)酵方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011253488.0
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112322673B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李必金;李巖;洪銘;李棟梁;陳琛;宮仔龍
• 申請（專利權(quán)）人: 廊坊梅花生物技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號: C12P13/14
• 分類號: C12P13/14;C12R1/15
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 潘穎

本發(fā)明涉及谷氨酸發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種谷氨酸的發(fā)酵方法。包括：將溫敏型谷氨酸棒桿菌種子液接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵過程中控制發(fā)酵溫度和發(fā)酵溶氧DO值，流加氨水；氨水的流加速率根據(jù)pH調(diào)整：發(fā)酵液OD≤100時(shí)，pH為6.7；發(fā)酵液OD＞100時(shí)，pH為7.0。本發(fā)明采用高價(jià)陽離子代替銨根離子，從根本上降低滲透壓，改善菌體生長環(huán)境；本發(fā)明采用分段控制pH工藝，菌體生長階段控制較低pH，降低發(fā)酵液中游離氨濃度減少游離氨對細(xì)胞的毒性，改善菌體生長；產(chǎn)酸期控制較高pH，促進(jìn)產(chǎn)酸和谷氨酸外排。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及谷氨酸發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種谷氨酸的發(fā)酵方法。

背景技術(shù)

谷氨酸又名α-氨基戊二酸，分子內(nèi)含一個(gè)氨基和兩個(gè)羧基，是一種酸性氨基酸。分子量為147，等電點(diǎn)3.22，微溶于水，而易溶于酸性溶液中，大量存在于谷類蛋白質(zhì)中，動(dòng)物腦中含量也較多。谷氨酸是生物機(jī)體內(nèi)氮代謝的基本氨基酸之一，參與蛋白質(zhì)、多肽及脂肪酸的合成，與谷氨酰胺一起調(diào)節(jié)體內(nèi)氨水平；也可作為興奮性神經(jīng)遞質(zhì)參與信息傳遞。谷氨酸有左旋體、右旋體和外消旋體。左旋體即L-谷氨酸。天然存在的谷氨酸都是L-谷氨酸。谷氨酸在食品、醫(yī)藥、化妝品和農(nóng)業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。

發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸是以淀粉糖或糖蜜為原料，于大型發(fā)酵罐中通氣攪拌發(fā)酵，溫度控制30-40℃，pH7-8，經(jīng)30-40h發(fā)酵后，除去菌體，將發(fā)酵液中谷氨酸提取出來，精制后即為成品，上述流程中采用等電點(diǎn)法提取，也可采用離子交換法、鹽酸鹽法、直接濃縮法等。經(jīng)過50多年的發(fā)展，發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，谷氨酸生產(chǎn)菌種由亞適量型轉(zhuǎn)變?yōu)闇孛粜停l(fā)酵生產(chǎn)強(qiáng)度明顯提升，發(fā)酵產(chǎn)酸水平由亞適量型的9-12％提升到溫敏型的15-21％，轉(zhuǎn)化率水平也由50-60％提升至65％～68％。但我國生產(chǎn)技術(shù)水平與國際同行業(yè)相比還有一定差距，與谷氨酸理論轉(zhuǎn)化率水平相比還有較大提升空間。

中國專利CN10885865A中公開了一種發(fā)酵生產(chǎn)α型谷氨酸的方法，將產(chǎn)谷氨酸的黃色短桿菌按8-10％接種量將種子液接入裝有60L發(fā)酵培養(yǎng)基A的100L發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵培養(yǎng)24h，然后添加10L發(fā)酵培養(yǎng)基B，繼續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)24h，收集發(fā)酵液用于生產(chǎn)α型谷氨酸；整個(gè)發(fā)酵培養(yǎng)過程中，控制發(fā)酵溫度30-36℃，通風(fēng)比1∶0.7-0.9，攪拌轉(zhuǎn)速200-400r/min，溶氧維持在20-30％，流加葡萄糖溶液維持殘?zhí)遣坏陀?.0％，流加消泡劑消泡。所述發(fā)酵培養(yǎng)基A的制備方法為：葡萄糖80g/L，酵母浸膏20g/L，K₂HPO₄ 2g/L，MgSO₄·7H₂O 50mg/L，2-羥基乙胺40mg/L，CeCl₃ 10mg/L，MnSO₄·H₂O3mg/L，F(xiàn)eSO₄·7H₂O 3mg/L，VB₁10mg/L，生物素7μg/L；將各原料攪拌均勻后，調(diào)節(jié)pH為6.5，121℃滅菌15min，自然冷卻，制得發(fā)酵培養(yǎng)基A。所述發(fā)酵培養(yǎng)基B的制備方法為：琥珀酸5g/L，尿素2g/L，殼聚糖80mg/L；將各原料攪拌均勻后，調(diào)節(jié)pH為6.5，121℃滅菌15min，自然冷卻，制得發(fā)酵培養(yǎng)基B。發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液中最終谷氨酸濃度可達(dá)到150.7g/L，轉(zhuǎn)化率64.1％。