一種高效發(fā)酵生產(chǎn)l-色氨酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效發(fā)酵生產(chǎn)L-色氨酸的方法。通過對發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行改造、發(fā)酵培養(yǎng)基配方與發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，解決了現(xiàn)行生產(chǎn)工藝中發(fā)酵單位不高、發(fā)酵周期較短的問題。本發(fā)明包括：對現(xiàn)有設(shè)備的補(bǔ)糖系統(tǒng)進(jìn)行改造，由單一管道變?yōu)槭固窃诎l(fā)酵液中快速均勻分布的糖分布組件；對發(fā)酵培養(yǎng)基中各組分的比例進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整；發(fā)酵過程中，通過調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速和空氣流量將溶解氧控制在一定水平，通過流加高濃度氨水控制pH值，并通過流加糖(包括葡萄糖和液糖)將殘?zhí)呛靠刂圃?.1％以下，培養(yǎng)至40～60h結(jié)束。本發(fā)明在不增加任何額外設(shè)備和人力投入的情況下，延長了發(fā)酵周期，降低了勞動強(qiáng)度，大幅度的提高了發(fā)酵單位，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種高效發(fā)酵生產(chǎn)L-色氨酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種L-色氨酸的生產(chǎn)方法，具體說，是涉及一種以高產(chǎn)率制備高效發(fā)酵的L-氨基酸生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]L-色氨酸的生產(chǎn)方法先后經(jīng)歷了蛋白質(zhì)水解法、化學(xué)合成法和微生物法三種方法，其中微生物法又包括直接發(fā)酵法、微生物轉(zhuǎn)化法和酶法。隨著基因組學(xué)和代謝組學(xué)研究的不斷深入，人們將重組DNA技術(shù)應(yīng)用在微生物育種和酶工業(yè)上，從而極大地推動了直接發(fā)酵法和酶法生產(chǎn)L-色氨酸的工業(yè)化進(jìn)程。直接發(fā)酵法原材料簡單、成本低、質(zhì)量好、環(huán)保處理費(fèi)用低，具有較大的優(yōu)勢。目前國內(nèi)外的眾多科研院所和企業(yè)紛紛利用這類技術(shù)提高L-色氨酸的發(fā)酵水平，完成了一系列基因工程菌的構(gòu)建，大大提高了發(fā)酵單位。例如，日本協(xié)和發(fā)酵的Ikeda等人利用申請專利的基因工程重組菌生產(chǎn)L-色氨酸，專利號:US5447857。其菌種產(chǎn)能達(dá)到35.2g/L發(fā)酵液(2升罐小試)，放大后發(fā)酵單位達(dá)到66g/L。
[0003]目前，L-色氨酸發(fā)酵企業(yè)大多采用分批補(bǔ)料發(fā)酵方式。這種方式對發(fā)酵液中殘留葡萄糖濃度控制和補(bǔ)入糖(包括葡萄糖和液糖)的分散程度要求較高。殘留葡萄糖濃度若要控制的不當(dāng)，就會影響到菌體的正常代謝，使菌體的代謝途徑發(fā)生變化，嚴(yán)重影響L-色氨酸的發(fā)酵水平和產(chǎn)量，甚至?xí)?dǎo)致無L-色氨酸產(chǎn)生。補(bǔ)入糖的分散程度也會影響到L-色氨酸發(fā)酵水平，現(xiàn)有設(shè)備由于只使用單一的管道進(jìn)料，就使得糖在發(fā)酵液中不能迅速均勻分布，造成局部濃度過高，引起此處菌體代謝異常，產(chǎn)生對菌體生成色氨酸不利的代謝產(chǎn)物，同時(shí)發(fā)酵液中得不到糖的菌體產(chǎn)生L-色氨酸能力受限。所以，殘?zhí)堑目刂扑胶吞悄芊裨诎l(fā)酵液中快速均勻分布對L-色氨酸的發(fā)酵水平起著至關(guān)重要的作用。
[0004]培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)對菌體的生長和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生起著決定作用?，F(xiàn)行L-色氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基中各組分限制了 L-色氨酸產(chǎn)生菌株的生長和L-色氨酸發(fā)酵水平的進(jìn)一步提聞。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中發(fā)酵單位偏低、發(fā)酵周期較短、成本較高的問題，通過對發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行改造、發(fā)酵培養(yǎng)基配方與發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而發(fā)明了一種高效發(fā)酵生產(chǎn)L-色氨酸的方法。本發(fā)明在不增加任何額外設(shè)備和人力投入的情況下，延長了發(fā)酵周期，降低了勞動強(qiáng)度，大幅度的提高了發(fā)酵單位，降低了生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]一種高效發(fā)酵生產(chǎn)L-色氨酸的方法，包括種子培養(yǎng)和采用L-色氨酸發(fā)酵補(bǔ)糖裝置將補(bǔ)入糖均勻分布并進(jìn)行高效發(fā)酵培養(yǎng)的生產(chǎn)過程。
[0008]補(bǔ)入糖可以為口服葡萄糖，也可以為液糖，本發(fā)明中涉及的葡萄糖均可以用相同葡萄糖含量的液糖代替。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述的種子培養(yǎng)過程包括如下步驟:[0010]配制種子培養(yǎng)基，將菌種接入種子培養(yǎng)基中，接種量為0.1~5% v/v，在罐溫20~40°C，pH6.5~7.5，溶解氧60%以上于500~2000L種子罐中培養(yǎng)至對數(shù)生長期的末期，600nm吸光度值10~30，制得種子液。
[0011]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述種子培養(yǎng)基配方為:葡萄糖2.0~5.0 %，磷酸氫二鈉0.2~L 5%，蛋白胨0.1~L 0%，氯化鎂0.1~L 0%，檸檬酸三鈉0.10~0.50%，硫酸亞鐵0.0001~0.001%，硫酸錳0.0001~0.001%,以上均為重量百分比，滅菌前NaOH調(diào)節(jié)pH值為6.5~7.5。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述的采用L-色氨酸發(fā)酵補(bǔ)糖裝置將補(bǔ)入糖均勻分布以進(jìn)行高效發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)過程包括如下步驟:
[0013]a)配制發(fā)酵培養(yǎng)基；
[0014]b)制得的種子液以1.0~20% v/v的接種量接種發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵；
[0015]c)發(fā)酵過程中通過調(diào)節(jié)發(fā)酵罐的攪拌轉(zhuǎn)速和空氣流量將溶解氧控制在一定的水平上；
[0016]d)用氨水將pH自動控制在6.5~7.5 ;
[0017]e)流加葡萄糖含量60~70% w/v (重量體積百分比)的糖并采用糖分布組件,使補(bǔ)入的糖快速在發(fā)酵罐中分布均勻，并將殘留葡萄糖控制在0.1% w/v(重量體積百分比)以下；
[0018]f)全部發(fā)酵進(jìn)行到40~60h結(jié)束。
[0019]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述發(fā)酵過程中發(fā)酵罐培養(yǎng)溫度為20~40°C，罐壓0.02~0.06MPa,空氣流量1: 0.5~1: L 5vvm，攪拌轉(zhuǎn)速70~lOOrpm。
[0020]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述發(fā)酵過程中溶解氧控制方法為:在溶解氧回升前，通過調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速和空氣流量將溶氧控制在40%以上，溶解氧回升后按照固定的時(shí)間間隔提高攪拌轉(zhuǎn)速(以10~12rpm的速率提高)或空氣流量(最高提高到1: 1.5vvm)，同時(shí)提高補(bǔ)糖速率，發(fā)酵罐O~12h溶解氧控制在40%~60%之間，13h~結(jié)束培養(yǎng)溶解氧控制在30%~50%之間。
[0021]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述發(fā)酵過程中殘留葡萄糖控制方法為:從發(fā)酵接種開始，每隔4h取樣，采用葡萄糖測定儀對發(fā)酵罐發(fā)酵過程中發(fā)酵液中的殘留葡萄糖進(jìn)行測定，該測定儀使用具有高度專一性的葡萄糖氧化酶膜，根據(jù)測定結(jié)果確定合適的補(bǔ)糖速率，高于0.1%則降低補(bǔ)糖速率，低于0.1%則增加補(bǔ)糖速率，從而將發(fā)酵液中殘留葡萄糖控制在0.1 % w/v 以下。
[0022]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，為實(shí)施本方法專門設(shè)計(jì)了一種L-色氨酸發(fā)酵補(bǔ)糖裝置，主要包括發(fā)酵罐本體、糖輸送主管道和至少一個(gè)糖分布組件，其中所述糖輸送主管道位于發(fā)酵罐本體上方，從外向內(nèi)穿入發(fā)酵罐本體內(nèi)，其中所述糖分布組件活動連接在糖輸送主管道的末端，貫穿所述發(fā)酵罐本體內(nèi)部。
[0023]作為更進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述糖分布組件主要由糖輸送分管道和其末端做成環(huán)形的多孔分布管構(gòu)成，所述糖輸送分管道上端活動連接糖輸送主管道的末端；所述多孔分布管管體上和末端設(shè)有出料孔，管體上出料孔呈不均勻分布，工作時(shí)糖會依次通過糖輸送主管道，輸送分管道，多孔分布管的出料孔進(jìn)入發(fā)酵罐中，使糖在發(fā)酵罐中均勻分布。
[0024]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述多孔分布管上出料孔呈不均勻分布的方式為距離糖輸送分管道越遠(yuǎn)，設(shè)置越密。
[0025]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述糖輸送主管道與糖輸送分管道的活動連接為卡環(huán)連接。
[0026]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述糖輸送主管道上活動連接有蒸汽滅菌管道，蒸汽可以通過該管道直接進(jìn)至糖輸送主管道和分布組件。
[0027]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，發(fā)酵罐培養(yǎng)基配方為:葡萄糖0.5%~5.0%，磷酸氫二鈉0.5 %~2.5 %，蛋白胨0.15 %~0.5 %，檸檬酸0.2 %~0.5 %，硫酸錳0.00045 %~0.0009%，硫酸亞鐵0.002%~0.02%，滅菌前NaOH調(diào)節(jié)pH值為6.5~7.5。
[0028]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述發(fā)酵過程中補(bǔ)入糖包括葡萄糖和液糖。
[0029]與現(xiàn)有工藝相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0030]1.本發(fā)明通過設(shè)計(jì)添加糖分布組件，使補(bǔ)入的糖能夠快速均勻分布到發(fā)酵液中，有效的解決了糖局部濃度過高造成發(fā)酵液滲透壓過大和產(chǎn)生“葡萄糖效應(yīng)”的問題，使整個(gè)過程不至于產(chǎn)生葡萄糖抑制和過多的副產(chǎn)物乙酸；同時(shí)也解決了發(fā)酵液中局部葡萄糖濃度過低而底物限制，使發(fā)酵液中的殘?zhí)茄杆俸谋M，導(dǎo)致菌種生產(chǎn)能力不能得到最大限度發(fā)揮的問題。
[0031]2.本發(fā)明采用葡萄糖測定儀對發(fā)酵液中的殘?zhí)沁M(jìn)行測定。該測定儀使用的是葡萄糖氧化酶膜，具有高度的專一性，提高了發(fā)酵液中殘?zhí)呛康臏?zhǔn)確性，更有利于發(fā)酵工藝的調(diào)整和控制。
[0032]3.在溶氧回升前，通過調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速或者空氣流量，將溶氧維持在較高的水平，溶解氧回升后按固定時(shí)間間隔調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速或者空氣流量，同時(shí)增加補(bǔ)糖速率，在發(fā)酵前期(O~12h)和發(fā)酵后期(13h~培養(yǎng)結(jié)束)將溶解氧控制在不同的水平，這一方面加快了菌種的生長速率，另一方面避免了工藝參數(shù)調(diào)整過快，糖補(bǔ)入量過多，造成發(fā)酵失控。
[0033]4.本發(fā)明與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝相比不增加任何額外設(shè)備和人力投入的情況下，穩(wěn)定了種子罐的生長周期，延長了發(fā)酵罐的發(fā)酵周期，延長20h左右，降低了勞動強(qiáng)度，大幅度的提高了發(fā)酵單位(4m3發(fā)酵罐:47g/L左右，36m3發(fā)酵罐36g/L左右)，降低了生產(chǎn)成本，整個(gè)工藝過程得到簡化，十分適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0034]圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)的L-色氨酸發(fā)酵補(bǔ)糖裝置示意圖，
[0035]圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0036]1.發(fā)酵罐，2.糖輸送主管道，3.糖輸送分管道，4.糖輸送管道的蒸汽滅菌管道，
5.多孔分布管,6.出料孔,7.閥門,8.卡環(huán)(3.糖輸送分管道和5.多孔分布管構(gòu)成糖分布組件)
【具體實(shí)施方式】:
[0037]本發(fā)明實(shí)施例使用的工程菌為大腸桿菌菌株W3110trpEFBK，為利用市售菌株構(gòu)建的L-色氨酸生產(chǎn)菌，構(gòu)建方法詳見CN201110400855專利。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例中使用的化學(xué)及生物試劑均為分析純或分析純級別以上。
[0039]實(shí)施例1[0040]種子培養(yǎng)基:葡萄糖5.0%，磷酸氫二鈉0.2 %，蛋白胨1.0 %，氯化鎂0.1 %，檸檬酸三鈉0.10%，硫酸亞鐵0.001%，硫酸錳0.0001%，以上均為重量百分比，滅菌前NaOH調(diào)節(jié)pH值為6.5。[0041 ] 發(fā)酵培養(yǎng)基:葡萄糖5.0%，磷酸氫二鈉0.5 %，蛋白胨0.5 %，檸檬酸0.2%，硫酸錳0.0009 %，硫酸亞鐵0.02%，以上均為重量百分比，滅菌前用NaOH將pH調(diào)至6.5，滅菌后用高濃度氨水將PH調(diào)至6.5。[0042]將菌種接入種子培養(yǎng)基中，接種量為0.1% v/v，在罐溫33°C、pH6.5、罐壓0.06MPa和溶解氧60%以上的條件下于1000L的種子罐中培養(yǎng)16~17h，600nm吸光度值10~30時(shí)，按1.0% v/v的接種量接入4m3的發(fā)酵罐中，采用如下工藝進(jìn)行控制:罐溫33°C，罐壓0.06MPa，空氣流量1: 0.5vvm,攪拌轉(zhuǎn)速70rpm，在溶解氧回升前，調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速，每次提高12rpm，并且提高空氣流量，每次提高1: 0.25麗1，將溶氧控制在40%以上。溶解氧回升后按照固定時(shí)間間隔每次提聞12rpm的攬祥轉(zhuǎn)速，最聞轉(zhuǎn)速不超過180rpm,并且提聞空氣流量，最高不超過1: 1.5vvm，同時(shí)提高補(bǔ)糖速率，將溶解氧控制在40%~60%之間。自動流加高濃度氨水將PH控制在6.5，通過流加葡萄糖含量為60~70%的糖，將殘?zhí)强刂圃?.1 %以下，發(fā)酵至42h結(jié)束。[0043]本實(shí)施例L-色氨酸的產(chǎn)量為29g/L。[0044]實(shí)施例2[0045]種子培養(yǎng)基:葡萄糖2.0%，磷酸氫二鈉0.2 %，蛋白胨1.0 %，氯化鎂0.1 %，檸檬酸三鈉0.10%，硫酸亞鐵0.001%，硫酸錳0.0001%，以上均為重量百分比，滅菌前NaOH調(diào)節(jié)pH值為7.5。[0046]發(fā)酵培養(yǎng)基:葡萄糖0.5 %，磷酸氫二鈉0.5 %，蛋白胨0.5 %，檸檬酸0.5%，硫酸錳0.0009 %，硫酸亞鐵0.02%，以上均為重量百分比，滅菌前用NaOH將pH調(diào)至7.5，滅菌后用高濃度氨水將PH調(diào)至7.5。[0047]將菌種接入種子培養(yǎng)基中，接種量為5.0% v/v，在罐溫38°C、pH6.5、罐壓0.05MPa和溶解氧60%以上的條件下于1000L的種子罐中培養(yǎng)16~17h，600nm吸光度值10~30時(shí)，按15% v/v的接種量接入4m3的發(fā)酵罐中，采用如下工藝進(jìn)行控制:罐溫28°C，罐壓0.05MPa，空氣流量1: lvvm，攪拌轉(zhuǎn)速70rpm，在溶解氧回升前，調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速，每次提高12rpm，并且提高空氣流量，每次提高1: 0.25vvm，將溶氧控制在40%以上。溶解氧回升后按照固定時(shí)間間隔每次提高12rpm的攪拌轉(zhuǎn)速,最高轉(zhuǎn)速不超過220rpm,并且提高空氣流量，最高不超過1: 1.5vvm，同時(shí)提高補(bǔ)糖速率，將溶解氧控制在40%~60%之間。自動流加高濃度氨水將PH控制在7.5，通過流加葡萄糖含量為60~70%的糖，將殘?zhí)强刂圃?.1 %以下，發(fā)酵至42h結(jié)束。[0048]本實(shí)施例L-色氨酸的產(chǎn)量為30g/L。[0049]實(shí)施例3[0050]種子培養(yǎng)基:葡萄糖2.5 %，磷酸氫二鈉1.5 %，蛋白胨0.5 %，氯化鎂0.5%，檸檬酸三鈉0.50%，硫酸亞鐵0.0001%，硫酸錳0.001%，以上均為重量百分比，滅菌前NaOH調(diào)節(jié)pH值為6.8。[0051]發(fā)酵培養(yǎng)基:葡萄糖5.0%，磷酸氫二鈉1.5%，蛋白胨0.15%，檸檬酸0.2%，硫酸錳0.00045 %，硫酸亞鐵0.002 %，以上均為重量百分比，滅菌前用NaOH將pH調(diào)至6.8，滅菌后用高濃度氨水將pH調(diào)至6.8。
[0052]將菌種接入種子培養(yǎng)基中，接種量為3.0% v/v，在罐溫30°C、pH6.8、罐壓0.04MPa和溶解氧60%以上的條件下于1000L的種子罐中培養(yǎng)16~17h，600nm吸光度值10~30時(shí)，按15% v/v的接種量接入4m3的發(fā)酵罐中，采用如下工藝進(jìn)行控制:罐溫30°C，罐壓
0.04MPa，空氣流量1: lvvm，攪拌轉(zhuǎn)速80rpm，在溶解氧回升前，調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速溶解氧回升后按照固定時(shí)間間隔每次提高12rpm的攪拌轉(zhuǎn)速,最高轉(zhuǎn)速不超過220rpm,并且提高空氣流量，最高不超過1: 1.5vvm，同時(shí)提高補(bǔ)糖速率，在O~12h時(shí)將溶解氧控制在40%~60%之間，在13h~培養(yǎng)結(jié)束將溶解氧控制在30%~50%之間，在發(fā)酵進(jìn)行到40h時(shí)降低動力條件。自動流加高濃度氨水將PH控制在6.8，通過糖分布組件流加葡萄糖含量為60~70 %的糖，將殘?zhí)强刂圃?.1 %以下，發(fā)酵至60h結(jié)束發(fā)酵。
[0053]本實(shí)施例L-色氨酸的產(chǎn)量為47g/L。
[0054]實(shí)施例4
[0055]種子培養(yǎng)基:葡萄糖3.0%，磷酸氫二鈉0.85%，蛋白胨0.1 %，氯化鎂1.0%，檸檬酸三鈉0.20%，硫酸亞鐵0.0005%，硫酸錳0.0007%，以上均為重量百分比，滅菌前NaOH調(diào)節(jié)pH值為7.0。
[0056]發(fā)酵培養(yǎng)基:葡萄糖2.0%，磷酸氫二鈉2.5 %，蛋白胨0.5 %，檸檬酸0.3%，硫酸錳0.0006 %，硫酸亞鐵0.01%，以上均為重量百分比，滅菌前用NaOH將pH調(diào)至7.0，滅菌后用高濃度氨水將PH調(diào)至7.0。
[0057]將菌種接入種子培養(yǎng)基中，接種量為5.0% v/v，在罐溫33°C、pH6.5、罐壓0.03MPa和溶解氧60%以上的條件下于2000L的種子罐中培養(yǎng)16~17h，600nm吸光度值10~30時(shí)，按20% v/v的接種量接入36m3的發(fā)酵罐中，采用如下工藝進(jìn)行控制:罐溫37°C，罐壓
`0.03MPa，空氣流量1: lvvm，攪拌轉(zhuǎn)速lOOrpm，在溶解氧回升前，通過調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速(每次提高IOrpm)和空氣流量(每次提高1: 0.15vvm)將溶氧控制在40~60%之間，溶解氧回升后按照固定時(shí)間間隔每次提高IOrpm的攪拌轉(zhuǎn)速(最高150rpm)或空氣流量(最高提高到1: 1.25vvm)，同時(shí)提高補(bǔ)糖速率，在O~12h時(shí)將溶解氧控制在40%~60%之間，在13h~培養(yǎng)結(jié)束將溶解氧控制在30%~50%之間，在發(fā)酵進(jìn)行到40h時(shí)降低動力條件。自動流加高濃度氨水將PH控制在7.0，通過糖分布組件流加葡萄糖含量為60~70%的糖，將殘?zhí)强刂圃?.1 %以下，發(fā)酵至60h結(jié)束。
[0058]本實(shí)施例L-色氨酸的產(chǎn)量為36g/L。
[0059]上面對本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種高效發(fā)酵生產(chǎn)L-色氨酸的方法，包括種子培養(yǎng)和采用L-色氨酸發(fā)酵補(bǔ)糖裝置將補(bǔ)入糖均勻分布并進(jìn)行高效發(fā)酵培養(yǎng)的生產(chǎn)過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于:所述的種子培養(yǎng)過程包括如下步驟:配制種子培養(yǎng)基，將菌種接入種子培養(yǎng)基中，接種量為0.1~5.0%，在罐溫20~40°C，pH6.5~7.5，溶解氧60%以上于種子罐中培養(yǎng)至對數(shù)生長期的末期，600nm吸光度值10~30，制得種子液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于所述種子培養(yǎng)基配方為:葡萄糖2.0~5.0%，磷酸氫二鈉0.2~1.5%，蛋白胨0.1~1.0%，氯化鎂0.1~1.0%，檸檬酸三鈉0.10~0.50%，硫酸亞鐵0.0001~0.001%，硫酸錳0.0001~0.001%，滅菌前NaOH調(diào)節(jié)pH值為6.5~7.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于，所述的采用L-色氨酸發(fā)酵補(bǔ)糖裝置將補(bǔ)入糖均勻分布并進(jìn)行高效發(fā)酵培養(yǎng)過程包括如下步驟: a)配制發(fā)酵培養(yǎng)基； b)將種子液以1.0~20% v/v的接種量接種發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵； c)發(fā)酵過程中通過調(diào)節(jié)發(fā)酵罐的攪拌轉(zhuǎn)速和空氣流量將溶解氧控制在一定的水平范圍； d)用氨水將pH自動控制在6.5~7.5 ; e)流加葡萄糖含量為60~70%w/v的糖并采用糖分布組件，使補(bǔ)入的糖快速在發(fā)酵液中分布均勻，并將殘?zhí)强刂圃?.1%以下； f)全部發(fā)酵進(jìn)行到40~60h結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于:所述發(fā)酵過程中發(fā)酵罐培養(yǎng)溫度為20~40°C，罐壓0.02~0.06MPa,空氣流量1: 0.5~1: 1.5vvm,攪拌轉(zhuǎn)速70 ~lOOrpm。
6.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于:所述發(fā)酵過程中溶解氧控制方法為:在溶解氧回升前，通過調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速和空氣流量將溶氧控制在40%以上；溶解氧回升后按照固定的時(shí)間間隔以10~12rpm的速率提高攪拌轉(zhuǎn)速，或者提高空氣流量，但最高不超過1: 1.5vvm，同時(shí)提高補(bǔ)糖速率，從而使發(fā)酵罐O~12h溶解氧控制在40%~60%之間，13h~結(jié)束培養(yǎng)溶解氧控制在30%~50%之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于所述殘?zhí)强刂品椒?從發(fā)酵接種開始，每隔4h取樣，采用葡萄糖測定儀對發(fā)酵罐發(fā)酵過程中發(fā)酵液中的殘留葡萄糖進(jìn)行測定，根據(jù)測定結(jié)果確定合適的補(bǔ)糖速率，高于0.1 %則降低補(bǔ)糖速率，低于0.1%則增加補(bǔ)糖速率從而將發(fā)酵液中殘留葡萄糖控制在0.1% w/v以下。
8.為實(shí)施權(quán)利要求4所述生產(chǎn)L-色氨酸的方法而專門設(shè)計(jì)的一種L-色氨酸發(fā)酵補(bǔ)糖裝置，主要包括發(fā)酵罐本體、糖輸送主管道和至少一個(gè)糖分布組件，其中所述糖輸送主管道位于發(fā)酵罐本體上方，從外向內(nèi)穿入發(fā)酵罐本體內(nèi)；所述糖分布組件活動連接在糖輸送主管道的末端，貫穿所述發(fā)酵罐本體內(nèi)部；所述糖分布組件主要由輸送分管道和其末端做成環(huán)形的多孔分布管構(gòu)成；所述輸送分管道上端活動連接糖輸送主管道的末端；所述多孔分布管管體上和末端均設(shè)有出料孔，管體上出料孔呈不均勻分布，工作時(shí)糖會依次通過糖輸送主管道，輸送分管道，多孔分布管的出料孔進(jìn)入發(fā)酵罐中，使糖在發(fā)酵罐中均勻分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的L-色氨酸發(fā)酵補(bǔ)糖裝置，其特征在于:所述多孔分布管上的出料孔的不均勻分布方式為距離糖輸送分管道越遠(yuǎn)，設(shè)置越密。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于發(fā)酵罐培養(yǎng)基配方為:葡萄糖0.5%~5.0%，磷酸氫二鈉0.5%~2.5%，蛋白胨0.15%~0.5%，檸檬酸0.2%~0.5%,硫酸錳0.00045%~0.0009%，硫酸亞鐵0.002%~0.02%，滅菌前NaOH調(diào)節(jié)pH值為 6.5 ~7.5。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效發(fā)酵生產(chǎn)L-色氨酸的方法，其特征在于:所述補(bǔ)入糖包括葡 萄 糖和液糖。
【文檔編號】C12M1/00GK103614428SQ201310259573
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】徐洪利, 左良成, 王文笙, 張建軍, 趙斐, 田曉梅, 宋愛剛, 慕東 申請人:山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司