[發明專利]一種γ-氨基丁酸的制備方法及其發酵裝置

在審

• 申請號: 202210115208.2
• 申請日: 2022-02-05
• 公開（公告）號: CN114350505A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 許向陽;張艷俠;宋在偉;王鵬;宋均營;黃家超
• 申請（專利權）人: 棗莊市杰諾生物酶有限公司
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/06;C12M1/00;C12P13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種γ?氨基丁酸的制備方法及其發酵裝置，涉及γ?氨基丁酸制備技術領域，其方法包括如下步驟：將經過培養的γ?氨基丁酸生產菌株接種到發酵培養基中，并放入發酵裝置中，進行有氧、厭氧兩段組合發酵，第一階段為好氧發酵階段，當細胞濃度達到15～30時，轉入第二階段厭氧發酵，厭氧培養直至發酵結束，得到γ?氨基丁酸；其發酵裝置包括罐體，還包括用于促進發酵物發酵的攪拌機構；所述攪拌機構包括：旋轉組件、偏擺組件以及注氣組件。本發明在不添加攪拌桿數量的前提下，提高了攪拌面積，減少了攪拌時的阻力，即攪拌時，攪拌桿所受的阻力，并且本發明不僅在橫向進行攪拌，而且在縱向上進行攪拌，提高了發酵效率。

技術領域

本發明涉及γ-氨基丁酸制備技術領域，具體為一種γ-氨基丁酸的制備方法及其發酵裝置。

背景技術

γ-氨基丁酸（簡稱GABA），又名4-氨基丁酸、γ-氨酪酸，分子式為C₄H₉NO₂，相對分子量103.2，是一種白色或近白色結晶性粉末，極易溶于水，微溶于熱乙醇，不溶于冷乙醇、苯、乙醚，熔點(mp)：203-204℃(分解)，熔化分解成毗咯烷酮和水。

由于GABA天然存在量低，很難從一些天然組織中大量提取分離，目前獲得GABA的方法是化學合成法和生物法兩大類，其中生物法包括植物中富集和微生物發酵法兩種。微生物發酵法是以L-谷氨酸鈉為轉化底物，添加碳源、氮源以及無機鹽組成發酵培養基，利用γ-氨基丁酸生產菌株轉化制備γ-氨基丁酸。相比而言，化學合成安全性較差，植物富集的GABA含量很低，而微生物發酵合成GABA就顯得具有開發前景。

采用微生物發酵合成GABA的整個發酵過程中都是在發酵罐，因此發酵罐在整個發酵過程中起到的至關重要的作用，但現有的發酵罐卻是幾十年一貫制采用標準式機械攪拌通風發酵罐，還有不少工廠甚至仍在沿用純徑流攪拌系統和管式分布器，這樣在發酵過程中，發酵物并不能很好的與空氣接觸，且攪拌效果不佳，會影響整體的發酵效率。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種γ-氨基丁酸的制備方法及其發酵裝置，以解決上述背景技術中提出發酵物并不能很好的與空氣接觸，且攪拌效果不佳，會影響整體的發酵效率的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：本發明提供的一種γ-氨基丁酸的發酵裝置，其包括罐體，還包括用于促進發酵物發酵的攪拌機構；所述攪拌機構包括：旋轉組件，其包括同軸設置于罐體內部的攪拌軸；所述攪拌軸能夠在該位置處周向轉動；所述攪拌軸的內部中空形成有注氣通道，并且攪拌軸側壁上沿圓周方向均勻貫穿設置有活動槽；偏擺組件，其包括沿圓周方向均勻設于攪拌軸外側的攪拌桿，以及軸向滑動設置在注氣通道內部的活動板；所述攪拌桿包括卡設在活動槽內部的卡接部，以及攪拌部；所述卡接部與活動槽活動密封配合，并且僅能在攪拌軸徑向平面上轉動；所述活動板與卡接部之間通過傳動件連接，能在所述活動板軸向移動時，帶動所述卡接部轉動；所述偏擺組件還包括能在活動板軸向移動時提供阻尼的第一復位彈簧；注氣組件，用于間歇式向注氣通道的內部注氣。

進一步地，所述卡接部呈圓柱狀，攪拌部呈桿狀，所述活動槽包括與卡接部的周面貼合的第一貼合面，以及與卡接部的端面貼合的第二貼合面。

進一步地，所述傳動件包括鉸接桿，所述鉸接桿鉸接設置在所述卡接部位于注氣通道內部的端面上，并且鉸接桿的另一端延伸與活動板頂部鉸接。

進一步地，所述攪拌桿的內部中空，其中，所述卡接部的內部形成有柱形腔，卡接部的側壁設置有與柱形腔連通的進氣孔，所述攪拌部的內部形成有條形腔，且攪拌部靠近攪拌軸一側均勻設置有與條形腔連通的出氣微孔。

進一步地，所述攪拌部靠近攪拌軸的一側與攪拌軸外壁相互適配。

進一步地，所述攪拌軸的頂端延伸至罐體頂部連接有驅動源。