[发明专利]发酵制备L-氨基酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域。具体涉及一种发酵制备L-氨基酸的方法。

背景技术

L-氨基酸广泛应用于饲料工业、保健食品和医药工业。自1956年日本协和发酵公司用发酵法生产谷氨酸以后，氨基酸的发酵生产发展很快，到目前为止，绝大多数氨基酸已能用发酵法和酶法生产。

近年来，随着经济的发展，人民生活水平的逐步提高，人们对健康方面给于越来越多的关注，L-氨基酸的需求量也在逐年上升。但是大多数L-氨基酸的发酵产酸水平较低，生产成本较高，抑制了L-氨基酸的应用。因此，提高L-氨基酸的产酸率具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述不足之处，研究设计一种生产成本较低的发酵制备L-氨基酸的方法。

本发明提供了一种发酵制备L-氨基酸的方法。

为达到本发明的目的，本发明采用了下列技术方案：

本发明使用了发酵助剂甜菜碱磷酸盐。甜菜碱磷酸盐具有下列结构和性能：

分子式：C₅H₁₄NO₆P

分子量：215.14

物理性能：白色至微黄色结晶性粉末，无气味，味酸涩，具吸潮性，极易溶于水，溶于乙醇。

发酵助剂甜菜碱磷酸盐的使用，可以明显提高L-氨基酸的收率，降低生产成本。

本发明提供的发酵制备L-氨基酸方法具体包括下列步骤：

(1)种子培养：

种子培养基g/dl：葡萄糖3，玉米浆3，豆浓2，K₂HPO₄0.15，MgSO₄·7H₂O 0.04，尿素0.2，pH 7.0-7.2；将一定量的种子培养基放入种子罐中，在115℃下灭菌15分钟。降温后接入黄色短杆菌ATCC14067，于32℃下通气培养9小时；

(2)发酵培养：

发酵培养基g/dl：葡萄糖14，糖蜜0.1，Na₂HPO₄0-0.1，KCl 0.12，MgSO₄7H₂O0.08，FeSO₄4H₂O 0.0002，MnSO₄ 0.0002，维生素B₁ 20mu g/l；

在上述发酵培养基中添加0.05-0.3g/dl的甜菜碱磷酸盐，调节pH为7.0-7.2，该培养基放于发酵罐中，于115℃加热15分钟灭菌后备用；

将步骤(1)得到的种子接于发酵罐中，34℃通气发酵培养；在培养过程中，采用氨水调节pH维持在7.0-7.2，同时，持续补加70％的葡萄糖水溶液，使糖浓度控制在1-2g/dl；在发酵结束前的2小时，停止持续补加葡萄糖。

分别在发酵培养0、3、8、14和18小时时，添加0.15g/dl的甜菜碱磷酸盐，进行发酵培养。培养1-7天后，停止加入葡萄糖，再继续发酵2小时后，发酵完毕。

本发明中L-氨基酸的发酵条件采用特定底物的传统生产方法，根据底物的不同，条件也可改变。发酵温度在20-40℃的范围，尤其是28-40℃的范围。pH值控制在中性7-7.2。发酵助剂甜菜碱磷酸盐在发酵液中的浓度为0.01％-5.0％，优选范围为0.05％-1.0％。发酵在有氧条件下，需要搅拌或振荡。发酵时间范围在1-7天。对于发酵后氨基酸的分离纯化，可采用常规的离子交换及其他方法。

本发明方法适用的L-氨基酸包括：L-谷氨酸，L-赖氨酸，L-精氨酸，L-异亮氨酸，L-缬氨酸，L-苏氨酸，L-组氨酸，L-苯基丙氨酸，L-色氨酸，L-丝氨酸，L-鸟氨酸，L-瓜氨酸，L-酪氨酸和L-亮氨酸。

本发明方法适用的碳源包括：糖类如葡萄糖，蔗糖，果糖，麦芽糖，糖蜜，粗糖，糖化的淀粉液；脂肪酸类如乙酸，丙酸，苯甲酸；有机酸类如丙酮酸，柠檬酸，琥珀酸，富马酸，苹果酸；醇类如乙醇，丁醇。

本发明方法适用的氮源包括：有机氮源如豆浓，玉米浆，尿素，酵母粉，豆饼水解液；无机氮源如硫酸铵，氯化铵，硝酸铵，醋酸铵，液氨，氨水。

本发明方法发酵培养基可以使用以下各种无机盐：磷酸盐、镁盐、钙盐、钾盐、钠盐、铁盐、锰盐以及其他微量金属盐。

本发明方法发酵培养基可以使用以下各种维生素：生物素、硫胺素、烟酰胺等。