[发明专利]发酵制备L-谷氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术，具体涉及氨基酸的制备方法，尤其涉及一种优化温度敏感型谷氨酸生产菌发酵制备L-谷氨酸的方法。 

背景技术

L-谷氨酸在食品、医药、工业方面均有广泛的用途,尤其是在食品方面,它是制造味精的前体。有关L-谷氨酸的制备方法较多，以发酵法为主。经过众多科研人员的努力,不断选育出一些活性较高的新菌种供生产使用,并开发出许多新方法,然而，糖酸转化率较低。另外，受原辅料价格不断上涨，谷氨酸生产成本不断提高的影响，生产谷氨酸的利润下滑。因此，寻求更优化的发酵条件，提高谷氨酸产量，降低成本是需要解决的问题。甜菜碱作为一种高效的甲基供体，具有替代蛋氨酸的供甲基功效。另外，甜菜碱还是一种非毒性的、对生物有效的渗透压缓冲物质，可作为细胞的渗透压保护剂。各种生物和动物组织在不同压力下，甜菜碱与其他酶的功能保持高度一致，对于稳定细胞的代谢起着重要作用。当细胞内渗透压激变时，如外部渗透压升高时，细胞开始产生或吸收甜菜碱以维持正常渗透压的平衡，同时防止细胞水分流出和盐分的入侵，并能提高钠钾泵的功效，确保细胞的正常功能。因此，甜菜碱作为发酵助剂广泛应用于温度敏感型菌株强制发酵生产L-谷氨酸的生产中，添加方式普遍采用在初始培 养基中一次性添加。研究表明，发酵液中低浓度的甜菜碱明显有利于产物合成。在菌体生长阶段，初始培养基中的甜菜碱浓度过高，则容易造成大量的甜菜碱被分解代谢用于菌体的合成，造成甜菜碱消耗量的增加。在产物合成期，高浓度的甜菜碱不利于产物积累，低浓度的甜菜碱有利于胞内产物向胞外的释放从而增加合成，这与甜菜碱分子具有两性有关。但是，甜菜碱浓度并非越低越好，甜菜碱的浓度应控制在既能满足甲基供体的需要又有利于产物合成的范围内。在发酵过程中，甜菜碱对细菌受到的渗透压呼吸抑制有缓解作用，从而刺激呼吸，提高菌体的氧消耗速率，抑制乳酸菌的积累，提高菌体生长速率和产酸速率。由于在发酵培养基中添加磷酸盐甜菜碱，制得的L-谷氨酸中必然含有磷的成分，在安全性要求较高的保健食品和医药行业，往往不能直接应用，限制了它的使用。 

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，研究设计一种在初始培养基和发酵变温过程中，添加较低浓度甜菜碱的方法来提高温度敏感型谷氨酸生产菌发酵产率的方法。 

本发明提供了一种发酵制备L-谷氨酸的方法。 

本发明采用温度敏感型谷氨酸生产菌，在L-谷氨酸发酵过程中，分期于培养基中添加不同的低浓度甜菜碱，并调节和控制发酵培养温度，来提高谷氨酸的产酸量和糖酸转化率。 

本发明方法包括下列步骤： 

（1）种子培养 

种子培养基（/L）： 

葡萄糖15g，玉米浆20g，K2HPO₄3g，MgSO4·7H₂O1g，VB1200μg/L，DL-蛋氨酸50μg/L，FeSO₄·7H₂O、MnSO₄·H₂O各2mg/L，尿素0.55（分消），pH7.0～7.2，121℃灭菌15min； 

方法：采用温度敏感型谷氨酸生产菌（谷氨酸黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌等），接种量为12%；培养温度32℃，160rpm，振荡培养14～16h至对数期； 

（2）发酵培养 

发酵培养基（/L）： 

葡萄糖20g，玉米浆20g，盐酸盐甜菜碱0.1～0.3g，K₂HPO₄7.5g，MgSO₄·7H₂O1.5g，VB1200μg/L，VH600μg/L，FeSO₄·7H₂O、MnSO₄·H₂O各30mg/L，尿素0.55（分消），pH7.0～7.2，121℃灭菌15min；