本發(fā)明屬于玉米深加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種添加海藻糖酶提高谷氨酸發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)換率的方法。
背景技術(shù)：
近年來,國內(nèi)谷氨酸發(fā)酵行業(yè)在發(fā)酵工藝和設(shè)備上不斷創(chuàng)新,發(fā)酵水平得到大幅度地提高。國內(nèi)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)主要以生物素缺陷型菌株為生產(chǎn)菌株和以淀粉酶解的葡萄糖為碳源,目前采用谷氨酸溫敏菌種，流加高濃度葡萄糖液等多種工藝結(jié)合的發(fā)酵產(chǎn)酸較高。流加工藝是分批發(fā)酵工藝的一種優(yōu)化形式，其目的在于避底物初始濃度的抑制作用和增加底物的投入量，在谷氨酸發(fā)酵過程中流加高濃度葡萄糖液有利于提高單位發(fā)酵容積內(nèi)葡萄糖的投入量，從而可提高單位發(fā)酵容積內(nèi)谷氨酸濃度。
另外，隨著谷氨酸菌進入發(fā)酵后期，代謝過程會積累大量的海藻糖，而海藻糖屬于由兩個葡萄糖分子以1,1-糖苷鍵構(gòu)成的非還原糖，此糖不能被谷氨酸菌所利用，在tca循環(huán)中不斷累積，對谷氨酸菌的正常代謝有很不利的影響。同時由于添加的葡萄糖不能及時地通過正常代謝途徑消耗掉，一方面增加糖的不必要消耗，另一方面發(fā)酵液中實際糖含量增加，對后提取谷氨酸等電結(jié)晶有很多不利影響。
通過檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明專利申請相關(guān)的專利公開文獻。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種添加海藻糖酶提高谷氨酸發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)換率的方法，該方法在谷氨酸發(fā)酵后期添加一種海藻糖酶提高流加糖的利用率。該方法是在傳統(tǒng)的谷氨酸發(fā)酵基礎(chǔ)上，在谷氨酸發(fā)酵28h時添加一定量的海藻糖酶，提高流加糖的利用率，提高發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率，提高產(chǎn)酸，給谷氨酸等電結(jié)晶創(chuàng)造更好的條件，同時降低糖的消耗。
本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種添加海藻糖酶提高谷氨酸發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)換率的方法，在谷氨酸發(fā)酵過程中后期添加海藻糖酶，添加時間為：發(fā)酵時期20-32h，添加時溫度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前發(fā)酵操作條件不變。
而且，步驟如下：
⑴配料：按照常規(guī)谷氨酸發(fā)酵方法的配比，將發(fā)酵培養(yǎng)基的各種原料稱量好，溶解完全配制成發(fā)酵培養(yǎng)基；
⑵滅菌：將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，溫度108～110℃，維持時間8～10分鐘，實消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)降溫至33℃等待接種；
⑶發(fā)酵：將od值為0.3～0.8的溫敏型菌株的種子培養(yǎng)液按種子培養(yǎng)液：發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為10～15％比例接入發(fā)酵培養(yǎng)基中；發(fā)酵溫度控制在32～40℃；補充氮源至ph為6.8～7.2，控制通氣量為2～10l/min；發(fā)酵周期為24-32h；
⑷添加海藻糖酶：在發(fā)酵中后期，即發(fā)酵時期20-32h，根據(jù)發(fā)酵液中海藻糖濃度，添加海藻糖酶，添加時溫度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前發(fā)酵操作條件不變；
⑸控糖：加酶后，發(fā)酵過程中需根據(jù)發(fā)酵液中殘?zhí)菨舛瓤刂屏骷犹潜壤?/p>
⑹谷氨酸提?。喊l(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液進入谷氨酸提取系統(tǒng)，首先對發(fā)酵液進行蒸發(fā)濃縮，然后進行等電結(jié)晶，最后進行谷氨酸晶體分離，得到純度高的谷氨酸產(chǎn)品。
而且，所述步驟⑸中通過流加質(zhì)量濃度為500～800g/l的葡萄糖溶液將殘?zhí)强刂圃谫|(zhì)量分?jǐn)?shù)為10g/l。
而且，所述方法能夠?qū)l(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率提高0.5-2％，產(chǎn)酸率提高5-10g/l。
而且，所述方法能夠減少流加糖的消耗5-10％。
而且，所述方法能夠降低發(fā)酵液總糖濃度5-10％。
而且，所述方法能夠提高谷氨酸提取收率0.5-2％。
本發(fā)明取得的優(yōu)點和積極效果是：
1、本發(fā)明方法不僅可以提高谷氨酸發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率，也可以提高產(chǎn)酸，同時還能降低糖的消耗，因為本發(fā)明使發(fā)酵后期過程中流加糖的利用率提高，減少了流加糖的消耗，同時使發(fā)酵液中糖濃度降低，更有利于谷氨酸后提取等電結(jié)晶，對提高谷氨酸產(chǎn)品質(zhì)量有很大好處。
2、本發(fā)明方法在谷氨酸發(fā)酵后期添加一種海藻糖酶提高流加糖的利用率。該方法是在傳統(tǒng)的谷氨酸發(fā)酵基礎(chǔ)上，在谷氨酸發(fā)酵28h時添加一定量的海藻糖酶，提高流加糖的利用率，提高發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率，提高產(chǎn)酸，給谷氨酸等電結(jié)晶創(chuàng)造更好的條件，同時降低糖的消耗。
3、本發(fā)明方法中添加的海藻糖酶可以將海藻糖還原成葡萄糖，可供谷氨酸菌利用。海藻糖是由兩個葡萄糖分子以1,1-糖苷鍵構(gòu)成的非還原糖，在微生物體內(nèi)廣泛存在。在谷氨酸發(fā)酵液中后期谷氨酸菌代謝過程中大量積累海藻糖，其含量約為9g/l，由于海藻糖為非還原糖，谷氨酸菌不能分解利用，發(fā)酵過程中流加的糖在一定程度上并沒有得到充分的利用，反而增加了發(fā)酵液中總體糖濃度。本發(fā)明的方法是在傳統(tǒng)谷氨酸發(fā)酵工藝基礎(chǔ)上，在發(fā)酵后期添加海藻糖酶，還原海藻糖以資利用，不僅提高了谷氨酸發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)酸，還降低了流加糖的消耗，降低了發(fā)酵液中總糖濃度，給后續(xù)谷氨酸等電結(jié)晶提供了便利環(huán)境。
4、本發(fā)明方法可將發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率提高0.5-2％，產(chǎn)酸率提高5-10g/l；可以減少流加糖的消耗5-10％；可降低發(fā)酵液總糖濃度5-10％；可提高谷氨酸提取收率0.5-2％。
附圖說明
圖1為本發(fā)明方法的一種工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，不能以下述實施例來限定本發(fā)明的保護范圍。
下述實施實例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所使用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
在本發(fā)明中所述的酶制劑是海藻糖酶。本發(fā)明海藻糖酶可以是杰能科(中國)生物工程有限責(zé)任公司提供。
本發(fā)明的酶制劑可以直接加入到谷氨酸發(fā)酵的生產(chǎn)當(dāng)中，根據(jù)流加糖中海藻糖含量，確定酶制劑的添加量為0.1-100ppm。
本發(fā)明也可以采用固體酶制劑溶解后添加到谷氨酸發(fā)酵的生產(chǎn)過程中。
實施例1
一種添加海藻糖酶提高谷氨酸發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)換率的方法，步驟如下：
(1)生產(chǎn)設(shè)備：10l谷氨酸發(fā)酵罐；
(2)酶制劑的添加方法：取發(fā)酵車間發(fā)酵罐28hr的發(fā)酵液(無菌操作)，在小試發(fā)酵罐內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵，添加時溫度要求30℃-40℃，添加量為0.1-100ppm。
(3)數(shù)據(jù)對照：
添加海藻糖酶的發(fā)酵罐糖酸轉(zhuǎn)化率平均為69.5-71％，產(chǎn)酸平均為19-20.5％，未添加發(fā)酵罐糖酸轉(zhuǎn)化率平均為68-69.5％，產(chǎn)酸平均為18-19.5％。通過實驗對比發(fā)現(xiàn)添加海藻糖酶的實驗罐糖酸轉(zhuǎn)化率可提高1-2％，產(chǎn)酸可提高1-1.5％。
實施例2
一種添加海藻糖酶提高谷氨酸發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)換率的方法，步驟如下：
(1)生產(chǎn)設(shè)備：800m3發(fā)酵罐。
(2)酶制劑的添加：谷氨酸發(fā)酵過程后期(20-32h)添加0.1-100ppm海藻糖酶，添加時溫度要求30-40℃，接酶前發(fā)酵操作條件不變。
(3)數(shù)據(jù)對照
添加海藻糖酶的發(fā)酵罐糖酸轉(zhuǎn)化率平均為68-69.5％，產(chǎn)酸平均為18-19.5％，未添加發(fā)酵罐糖酸轉(zhuǎn)化率平均為67-69％，產(chǎn)酸平均為17-19％。通過實驗對比發(fā)現(xiàn)添加海藻糖酶的實驗罐糖酸轉(zhuǎn)化率可提高1-1.5％，產(chǎn)酸可提高1-1.5％。
實施例3
一種添加海藻糖酶提高谷氨酸發(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)換率的方法，在谷氨酸發(fā)酵過程中后期添加海藻糖酶，添加時間為：發(fā)酵時期20-32h，添加時溫度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前發(fā)酵操作條件不變。
具體步驟可以如下(如圖1所示)：
⑴配料：按照常規(guī)谷氨酸發(fā)酵方法的配比，將發(fā)酵培養(yǎng)基的各種原料稱量好，溶解完全配制成發(fā)酵培養(yǎng)基；
⑵滅菌：將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，溫度108～110℃，維持時間8～10分鐘，實消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)降溫至33℃等待接種；
⑶發(fā)酵：將od值為0.3～0.8的溫敏型菌株的種子培養(yǎng)液按種子培養(yǎng)液：發(fā)酵培養(yǎng)基的體積比為10～15％比例接入發(fā)酵培養(yǎng)基中；發(fā)酵溫度控制在32～40℃；補充氮源至ph為6.8～7.2，控制通氣量為2～10l/min；發(fā)酵周期為24-32h；
⑷添加海藻糖酶：在發(fā)酵中后期，即發(fā)酵時期20-32h，根據(jù)發(fā)酵液中海藻糖濃度，添加海藻糖酶，添加時溫度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前發(fā)酵操作條件不變；
⑸控糖：加酶后，發(fā)酵過程中需根據(jù)發(fā)酵液中殘?zhí)菨舛瓤刂屏骷犹潜壤?，可以通過流加質(zhì)量濃度為500～800g/l的葡萄糖溶液將殘?zhí)强刂圃谫|(zhì)量分?jǐn)?shù)為10g/l；
⑹谷氨酸提取：發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液進入谷氨酸提取系統(tǒng)，首先對發(fā)酵液進行蒸發(fā)濃縮，然后進行等電結(jié)晶，最后進行谷氨酸晶體分離，得到純度高的谷氨酸產(chǎn)品。
通過檢測發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明方法能夠?qū)l(fā)酵糖酸轉(zhuǎn)化率提高0.5-2％，產(chǎn)酸率提高5-10g/l，能夠減少流加糖的消耗5-10％，能夠降低發(fā)酵液總糖濃度5-10％，能夠提高谷氨酸提取收率0.5-2％。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解具體添加量和添加點與所使用的設(shè)備的能力、條件、需要達到的效果及達到效果的時間有關(guān)。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是,很顯然本發(fā)明的上述實施例僅僅是為了舉例,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。