一種提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的新方法，其是以谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)作為賴氨酸發(fā)酵菌種，將種子罐培養(yǎng)基和發(fā)酵罐培養(yǎng)基中的葡萄糖折換成等量木薯液化液，在流加碳源、氮源和微量元素的條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。本發(fā)明中使用原料廉價易得的木薯，將其液化物作為碳源，替換賴氨酸種子罐及發(fā)酵罐培養(yǎng)基中的葡萄糖，可以提高賴氨酸產(chǎn)量，增加轉(zhuǎn)化率，減少原材料費(fèi)用，從而降低成本。
【專利說明】_種提局賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵領(lǐng)域，具體地說，涉及一種提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]賴氨酸是人體必需氨基酸之一，能促進(jìn)人體發(fā)育、增強(qiáng)免疫功能，并有提高中樞神經(jīng)組織功能的作用。賴氨酸為堿性必需氨基酸。由于谷物食品中的賴氨酸含量甚低，且在加工過程中易被破壞而缺乏，故稱為第一限制性氨基酸。
[0003]賴氨酸是人體需要的一種氨基酸，一種不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。眾所周知，蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體細(xì)胞的主要成份，食物中的蛋白質(zhì)進(jìn)入人體后經(jīng)過消化先分解成氨基酸，然后人體又利用這些氨基酸再合成新的人體蛋白質(zhì)，如免疫抗體、消化酶、血漿蛋白、生長激素等都是合成后的人體蛋白質(zhì)。在合成蛋白質(zhì)的各種氨基酸中，L-賴氨酸是最重要的一種，如果體內(nèi)缺少L-賴氨酸，其它氨基酸就受到限制或得不到利用，科學(xué)家稱它為人體第一必需氨基酸?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，L-賴氨酸是控制人體生長的重要物質(zhì)抑長素(Somatotat1n，ss)中最重要的也是最必需的成份，對人的中樞神經(jīng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)都起著重要作用。人體不能自身合成L-賴氨酸，必須從食物中吸取賴氨酸，它是幫助其它營養(yǎng)物質(zhì)被人體充分吸收和利用的關(guān)鍵物質(zhì)，人體只有補(bǔ)充了足夠的L-賴氨酸才能提高食物蛋白質(zhì)的吸收和利用，達(dá)到均衡營養(yǎng)，促進(jìn)生長發(fā)育。
[0004]賴氨酸大多是通過微生物發(fā)酵來制備的，一般賴氨酸發(fā)酵通過對葡萄糖利用進(jìn)行發(fā)酵，而大部分葡萄糖的來源，需要大量的玉米來進(jìn)行生產(chǎn)，這就存在與人爭糧的問題，造成資源浪費(fèi)，而木薯具有價格便宜，產(chǎn)量大，易于粉碎，液化后易于過濾等優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服賴氨酸種子罐及發(fā)酵罐在發(fā)酵生產(chǎn)過程中使用的葡萄糖成本較高的缺點(diǎn)，提供一種提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的新方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的新方法，其是以谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)作為賴氨酸發(fā)酵菌種，將種子罐培養(yǎng)基和發(fā)酵罐培養(yǎng)基中的葡萄糖折換成等量木薯液化液，在流加碳源、氮源和微量元素的條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。
[0007]所述種子罐培養(yǎng)基為:木薯液化液100g/L、玉米漿3g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 15g/L、MgS04.7H20 0.4g/L、尿素 4g/L、FeS04.7H200.01g/L、MnS04.H20 0.0lg/L ；
[0008]所述發(fā)酵罐培養(yǎng)基為:木薯液化液140g/L、硫酸銨50g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 4.5g/L、MgS04.7H20 0.5g/L、FeS04.7H20 0.015g/L、MnS04.H20 0.015g/L、豆餅水解液 30g/L、維生素Η 150 μ g/L、維生素Bllmg/L，pH 6.5-7.0 ;其中，木薯液化液的制備方法為8_10kg木薯粉加15-20kg水加3-5ml耐高溫a -淀粉酶升溫至95_98°C，維持30-40分鐘，離心得上清液；豆餅水解液的制備方法為豆柏磨粉加水拌勻，用鹽酸調(diào)pH值4.0-4.5，水浴蒸煮4?6個小時，溫度110-115°C，8-10h離心得上清即為豆餅水解液。
[0009]所述碳源為木薯液化液，所述氮源為硫酸銨，所述微量元素為FeS04.7H20、MnS04.H20、維生素Η和維生素B1 ;流加碳源后，發(fā)酵液中還原糖含量為l_10g/L，流加氮源后發(fā)酵液中銨鹽含量為l_7g/L，流加微量元素后發(fā)酵液中FeS04.7H20含量為0.015g/L，MnS04.H20含量為0.015g/L，維生素H含量為150 μ g/L、維生素B1含量為lmg/L。
[0010]本發(fā)明中涉及的種子罐培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)條件為:接種量1-3 %。、溫度37±0.5 °C、通風(fēng)比 1:0.5-1:0.7vvm、罐壓 0.05-0.07Mpa、全程控制 DO 30 % 以上、pH6.90±0.02、周期 12-14ho
[0011]發(fā)酵罐培養(yǎng)條件為:將種子罐培養(yǎng)獲得的種子液按10%體積比接入發(fā)酵罐培養(yǎng)基中，于37°C，壓力(λ IMPa，風(fēng)量(λ 3-0.8vvm，溶氧量30-60%條件下，培養(yǎng)時間34_38h。
[0012]流加木薯液化液后發(fā)酵液中還原糖含量為0.1 %?1 %，流加銨后發(fā)酵液中AN含量為0.1%?0.7%。一般10-13h開始流加。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]本發(fā)明中使用原料廉價易得的木薯，將其液化物作為碳源，替換賴氨酸種子罐及發(fā)酵罐培養(yǎng)基中的葡萄糖，而大部分葡萄糖的來源，需要大量的玉米來進(jìn)行生產(chǎn)，這就存在與人爭糧的問題，造成資源浪費(fèi)，而木薯具有價格便宜，產(chǎn)量大，易于粉碎，液化后易于過濾等優(yōu)點(diǎn)，且可以提高賴氨酸產(chǎn)量，增加轉(zhuǎn)化率，減少原材料費(fèi)用，從而降低成本。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
[0016]以下實(shí)施例中木薯液化液制備方法為8-10kg木薯粉加15-20kg水加3_5ml耐高溫a -淀粉酶升溫至95_98°C，維持30-40分鐘，離心得上清液。
[0017]豆餅水解液的組成或制備方法為豆柏磨粉加水拌勻，用鹽酸調(diào)pH值4.0-4.5，水浴蒸煮4?6個小時，溫度110-115°C，8-10h離心得上清即為豆餅水解液。
[0018]以下實(shí)施例中使用的發(fā)酵菌種為谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)。
[0019]實(shí)施例1常規(guī)賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)方法
[0020]常規(guī)種子罐培養(yǎng)基為:葡萄糖25g/L、玉米漿3g/L、KH2P04.3Η20158/1、Μ8304.7Η200.4g/L、尿素 4g/L、FeS04.7H20 0.0lg/L, MnS04.H20 0.01g/L，種子罐培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)條件為:接種量1%。、溫度37°C、通風(fēng)比1:0.5vvm、罐壓0.05Mpa、全程控制D030%以上、pH6.90、周期 12h。
[0021]將常規(guī)培養(yǎng)的種子罐種子液按10%的體積比接入常規(guī)發(fā)酵罐培養(yǎng)基(葡萄糖140g/L、硫酸銨 50g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 4.5g/L、MgS04.7H20 0.5g/L、FeS04.7H20 0.015g/L、MnS04.H20 0.015g/L、豆餅水解液30g/L、維生素H 150 μ g/L、維生素Bllmg/L，pH 6.5-7.0 ；121°C滅菌30min并降溫至37°C)中，于壓力0.1MPa，風(fēng)量0.3-0.8vvm，溶氧量30-60%條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵后13h開始流加葡萄糖液及硫酸銨，所述葡萄糖液中含有FeS04.7Η200.03g/L、MnS04.Η200.03g/L、維生素 Η 300 μ g/L 和維生素 B12mg/L，121°C 滅菌 30min。流加糖后控制發(fā)酵液中還原糖含量為0.5%，流加硫酸銨后發(fā)酵液中銨鹽含量為0.3%，直至發(fā)酵結(jié)束。共發(fā)酵42h，賴氨酸產(chǎn)量為16%，轉(zhuǎn)化率62%。
[0022]實(shí)施例2提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法
[0023]木薯液化液培養(yǎng)的種子罐培養(yǎng)基為:木薯液化液100g/L、玉米楽3g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 15g/L、MgS04.7H20 0.4g/L、尿素 4g/L、FeS04.7H20 0.0lg/L, MnS04.H200.01g/L，種子罐培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)條件為:接種量1%。、溫度37°C、通風(fēng)比1:0.5vvm、罐壓0.05Mpa、全程控制 D030% 以上、PH6.90、周期 13h。
[0024]將用木薯液化液培養(yǎng)的種子罐種子液按10 %的體積比接入發(fā)酵罐培養(yǎng)基(木薯液化液 140g/L、硫酸銨 50g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 4.5g/L、MgS04.7H20 0.5g/L、FeS04.7H200.015g/L、MnS04.H20 0.015g/L、豆餅水解液 30g/L、維生素 Η 150 μ g/L、維生素 Bllmg/L,pH 6.5-7.0 ;121°C滅菌30min并降溫至37°C)中，于壓力0.1MPa，風(fēng)量0.3-0.8vvm，溶氧量30-60%條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵后10h開始流加木薯液化液及硫酸銨，所述木薯液化液中含有 FeS04.7H20 0.03g/L、MnS04.Η200.03g/L、維生素 Η 300 μ g/L 和維生素 B1 2mg/L，121°C滅菌30min。流加木薯液化液后控制發(fā)酵液中還原糖含量為0.5%，流加硫酸銨后發(fā)酵液中銨鹽含量為0.3%，直至發(fā)酵結(jié)束。共發(fā)酵40h，賴氨酸產(chǎn)量為19%，轉(zhuǎn)化率71%。
[0025]實(shí)施例3提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法
[0026]木薯液化液培養(yǎng)的種子罐培養(yǎng)基為:木薯液化液100g/L、玉米漿3g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 15g/L、MgS04.7H20 0.4g/L、尿素 4g/L、FeS04.7H20 0.0lg/L, MnS04.H200.01g/L，一級種子罐培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)條件為:接種量1%。、溫度37°C、通風(fēng)比1:0.5vvm,罐壓0.05Mpa、全程控制D030%以上、PH6.90、周期13h。
[0027]將用木薯液化液培養(yǎng)的種子罐種子液按10 %的體積比接入發(fā)酵罐培養(yǎng)基(木薯液化液 140g/L、硫酸銨 50g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 4.5g/L、MgS04.7H20 0.5g/L、FeS04.7H200.015g/L、MnS04.H20 0.015g/L、豆餅水解液 30g/L、維生素 Η 150 μ g/L、維生素 Bllmg/L,pH 6.5-7.0 ;121°C滅菌30min并降溫至37°C)中，于壓力0.1MPa，風(fēng)量0.3-0.8vvm，溶氧量30-60%條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵后10h開始流加木薯液化液及硫酸銨，所述木薯液化液中含有 FeS04.7H20 0.03g/L、MnS04.Η200.03g/L、維生素 Η 300 μ g/L 和維生素 B1 2mg/L，121°C滅菌30min。流加木薯液化液后控制發(fā)酵液中還原糖含量為0.8%，流加硫酸銨后發(fā)酵液中銨鹽含量為0.3%，直至發(fā)酵結(jié)束。共發(fā)酵40h，賴氨酸產(chǎn)量為19.5%，轉(zhuǎn)化率69 %。
[0028]實(shí)施例4提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法
[0029]木薯液化液培養(yǎng)的種子罐培養(yǎng)基為:木薯液化液100g/L、玉米漿3g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 15g/L、MgS04.7H20 0.4g/L、尿素 4g/L、FeS04.7H20 0.0lg/L, MnS04.H200.01g/L，種子罐培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)條件為:接種量1%。、溫度37°C、通風(fēng)比1:0.5vvm、罐壓0.05Mpa、全程控制 D030% 以上、PH6.90、周期 13h。
[0030]將用木薯液化液培養(yǎng)的種子罐種子液按10 %的體積比接入發(fā)酵罐培養(yǎng)基(木薯液化液 140g/L、硫酸銨 60g/L、ΚΗ2Ρ04.3H20 4.5g/L、MgS04.7H20 0.5g/L、FeS04.7H200.015g/L、MnS04.H20 0.015g/L、豆餅水解液 30g/L、維生素 Η 150 μ g/L、維生素 Bllmg/L,pH 6.5-7.0 ;121°C滅菌30min并降溫至37°C)中，于壓力0.1MPa，風(fēng)量0.3-0.8vvm，溶氧量30-60%條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵后10h開始流加木薯液化液及硫酸銨，所述木薯液化液中含有 FeS04.7H20 0.03g/L、MnS04.Η200.03g/L、維生素 Η 300 μ g/L 和維生素 B1 2mg/L，121°C滅菌30min。流加木薯液化液后控制發(fā)酵液中還原糖含量為0.5%，流加硫酸銨后發(fā)酵液中銨鹽含量為0.6%，直至發(fā)酵結(jié)束。共發(fā)酵37h，賴氨酸產(chǎn)量為18.5%，轉(zhuǎn)化率72 %。
[0031]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高賴氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的方法，其特征在于，以谷氨酸棒桿菌(Corynebacteriumglutamicum)作為賴氨酸發(fā)酵菌種，將種子罐培養(yǎng)基和發(fā)酵罐培養(yǎng)基中的葡萄糖折換成等量木薯液化液，在流加碳源、氮源和微量元素的條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)； 所述種子罐培養(yǎng)基為:木薯液化液100g/L、玉米漿3g/L、KH2PO4.3H20 15g/L、MgSO4.7H20 0.4g/L、尿素 4g/L、FeSO4.7H200.0lg/L、MnSO4.H2O 0.0lg/L ； 所述發(fā)酵罐培養(yǎng)基為:木薯液化液140g/L、硫酸銨50g/L、KH2PO4.3H20 4.5g/L、MgSO4.7H20 0.5g/L、FeS04.7H20 0.015g/L、MnS04.H2O 0.015g/L、豆餅水解液 30g/L、維生素H 150yg/L、維生素BI lmg/L，pH 6.5_7.0 ;其中，木薯液化液的制備方法為8_10kg木薯粉加15-20kg水加3-5ml耐高溫a -淀粉酶升溫至95_98°C，維持30-40分鐘，離心得上清液；豆餅水解液的制備方法為豆柏磨粉加水拌勻，用鹽酸調(diào)PH值4.0-4.5，水浴蒸煮4?6個小時，溫度110-115°C，8-10h離心得上清即為豆餅水解液； 所述碳源為木薯液化液，所述氮源為硫酸銨，所述微量元素為FeSO4.7H20、MnS04.H2O,維生素H和維生素BI ;流加碳源后，發(fā)酵液中還原糖含量為l-10g/L，流加氮源后發(fā)酵液中銨鹽含量為l_7g/L，流加微量元素后發(fā)酵液中FeSO4.7H20含量為0.015g/L，MnSO4.H2O含量為0.015g/L，維生素H含量為150 μ g/L、維生素BI含量為lmg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)行種子罐培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)條件為:接種量 1-3%。、溫度 37±0.5°C、通風(fēng)比 1:0.5-1:0.7vvm、罐壓 0.05-0.07Mpa、全程控制 DO30% 以上、ρΗ6.90±0.02、周期 12_14h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，進(jìn)行發(fā)酵罐培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)條件為:將種子罐培養(yǎng)獲得的種子液按10%體積比接入發(fā)酵罐培養(yǎng)基中，于37°C，壓力0.1MPa,風(fēng)量0.3-0.8vvm，溶氧量30-60%條件下，培養(yǎng)時間34_38h。
【文檔編號】C12R1/15GK104498554SQ201410778887
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】尚海濤, 徐斌, 楊為華, 鄧遠(yuǎn)德, 戴嘉, 張雪鋒, 穆曉玲 申請人:安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司