[發明專利]一種提高谷氨酸產量的發酵培養基和發酵方法

有效

• 申請號: 202110667465.2
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113278661B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 程國平;李必金;李棟梁;龍泉偉;高鵬;龔華;李巖
• 申請（專利權）人: 通遼梅花生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/38
• 分類號: C12N1/38;C12P13/18;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: 汪介方

本發明公開了一種提高谷氨酸產量的發酵培養基和發酵方法，所述發酵培養基中的溶質及其濃度為：赤霉素300?400mg/L、葡萄糖10?20g/L、玉米漿50?60g/L、豆粕水解液20?30g/L、甜菜堿0.1?0.5g/L、磷酸二氫鉀1?2g/L、硫酸鎂0.5?1g/L、消泡劑0.3?0.5mL/L、生物素0.1?0.2mg/L、硫酸亞鐵0.1?0.3mg/L、硫酸錳0.1?0.3mg/L，溶劑為水；發酵方法包括：(1)配置發酵培養基；(2)滅菌；(3)接種溫敏型谷氨酸棒桿菌種子液；(4)發酵培養。有益效果：本發明的發酵培養基和種子培養基能夠提高糖酵解速率，縮短了溫敏型谷氨酸棒桿菌種子的生長周期，提高了產酸水平；本發明的發酵方法提升菌體的活力和產酸水平，同時縮短了溫敏型谷氨酸棒桿菌種子的發酵周期，提高了谷氨酸產量，降低了生產成本。

技術領域：

本發明專利屬于生物發酵工程技術領域，具體涉及一種提高谷氨酸產量的發酵培養基和發酵方法。

背景技術：

谷氨酸又名α-氨基戊二酸，分子內含一個氨基和兩個羧基，是一種酸性氨基酸。分子量為147，等電點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中，動物腦中含量也較多。谷氨酸是生物機體內氮代謝的基本氨基酸之一，參與蛋白質、多肽及脂肪酸的合成，與谷氨酰胺一起調節體內氨水平；也可作為興奮性神經遞質參與信息傳遞。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。

谷氨酸生產方法目前主要采用發酵法生產，即利用微生物合成谷氨酸，該方法主要包括糖酵解途徑(EMP)、磷酸戊糖途徑(PPP)、三羧酸循環(TCA)、乙醛酸循環和CO₂固定反應等。首先葡萄糖經EMP途徑生成丙酮酸，丙酮酸一部分經丙酮酸脫氫酶系轉化為乙酰輔酶A，一部分經CO₂固定反應生成草酰乙酸，乙酰輔酶A和草酰乙酸經TCA循環合成前體物質α-酮戊二酸，α-酮戊二酸經谷氨酸脫氫酶和氨基化反應轉化為谷氨酸，之后經細胞膜排出胞外。理論上不考慮菌體生長及呼吸消耗，一分子六碳的葡萄糖最終產生一分子五碳的谷氨酸，理論上糖酸轉化率為81.7％。

經過50多年的發展，發酵法生產谷氨酸技術取得了巨大的進步，但我國目前生產谷氨酸的產酸率僅在17-20％，轉化率僅在65-67％，與谷氨酸理論轉化率81.7％相比還有較大提升空間。目前谷氨酸發酵存在的主要問題是發酵培養基中高濃度的葡萄糖(5％～12％)會導致環境滲透壓高，細胞在高滲透壓的條件下會出現失水，進而會導致細胞內的參與代謝的各種酶系的酶活性迅速下降，菌體的活力下降，造成菌體的產酸能力降低。

發明內容：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種提高谷氨酸產量的發酵培養基和發酵方法，本發明提供的提高谷氨酸產量的發酵培養基能夠提高糖酵解速率，加速葡萄糖消耗，縮短了溫敏型谷氨酸棒桿菌種子的生長周期，提高了產酸水平。

本發明的技術方案一方面公開了一種提高谷氨酸產量的發酵培養基，所述發酵培養基中的溶質及其濃度為：赤霉素300-400mg/L、葡萄糖10-20g/L、玉米漿50-60g/L、豆粕水解液20-30g/L、甜菜堿0.1-0.5g/L、磷酸二氫鉀1-2g/L、硫酸鎂0.5-1g/L、消泡劑0.3-0.5mL/L、生物素0.1-0.2mg/L、硫酸亞鐵0.1-0.3mg/L、硫酸錳0.1-0.3mg/L，溶劑為水。

進一步的，所述玉米漿的濃度為18-25波美度。

進一步的，所述豆粕水解液的總氮含量為2～5g/100mL。

本發明的技術方案另一方面公開了一種提高谷氨酸產量的發酵方法，其包括以下步驟：(1)配置發酵培養基；(2)滅菌；(3)接種溫敏型谷氨酸棒桿菌種子液；(4)發酵培養；

(1)配置發酵培養基：將赤霉素、葡萄糖、玉米漿、豆粕水解液、甜菜堿、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、消泡劑、生物素、硫酸亞鐵、硫酸錳和水按照配比稱量好，接著將上述原料混合充分溶解，得到發酵培養基；