[发明专利]一种耐高pH值菌种及发酵法生产赖氨酸方法

说明书

技术领域

  本发明属于发酵法生产赖氨酸的方法，尤其涉及一种耐高PH值菌种及新型发酵法生产赖氨酸方法。 

背景技术

由于在食品或饲料中L-赖氨酸含量不足时，会限制其它氨基酸的利用，因此赖氨酸广泛用于食品的强化、动物饲料的添加剂和药用，L-赖氨酸是当前国内外全价配合饲料的主要添加剂，具有提高饲料利用率，促进动物生长和改进肉质的功效。 

目前，生产饲料级L-赖氨酸盐酸盐过程中，发酵较多的采用连续发酵培养，在连续发酵培养中主要采用流加硫酸铵的方式提供氮源，保证赖氨酸的合成。硫酸铵中的氮被逐步消耗掉，而硫酸根离子则滞留在发酵液中，随发酵时间的延长，发酵液中硫酸根离子逐渐增加，发酵结束后，发酵液中存在大量硫酸根离子，为提取工段造成一定难度。 

传统工艺采用发酵液膜过滤、经强酸性阳离子交换树脂吸附解脱赖氨酸、浓缩、调酸结晶、离心分离干燥等工序生产饲料级赖氨酸盐酸盐。在离交工艺中用硫酸调节物料PH，用氨水进行解脱，同时需要大量纯水用于清洗、洗脱，而且在此过程中产生大量低浓废水、高浓废水，其中，高浓废水中含有大量硫酸铵需要提取回用，生产硫酸铵的过程中产生大量冷凝水，增加了水处理成本；增加了治理负担。 

传统赖氨酸发酵过程PH一般控制小于7.2，不低于6.5，优先PH在7.0，此时赖氨酸生产和菌体生长均正常；过高或过低的PH，均会影响或抑制发酵过程赖氨酸生产和菌体生长，使发酵结束过程菌体偏低，发酵赖氨酸产率偏低。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种耐高PH值菌种及新型发酵法生产赖氨酸方法，本发明提供了一种耐高PH值菌种，发酵过程不使用硫酸氨作为无机氮源，用氨水或液氨补充发酵液中氮源来合成赖氨酸，在发酵生产赖氨酸的过程中不添加硫酸铵，采用补入氨水或液氨作为氮源，使发酵液中硫酸根离子的浓度大大降低，方便了后续发酵液的处理，不需要离子交换去除硫酸根等离子进行提纯，进从而简化了生产饲料级赖氨酸盐酸盐的工艺，降低生产成本。补入氨水或液氨的方式采用调整发酵液中PH来控制发酵液中无机氮含量，保证培养罐中无机氮含量在合理范围内，同时不再流加硫酸铵，减少发酵液中硫酸根离子等杂质含量，便于提取。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种耐高PH值菌种，该菌株为谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.8184，保藏时间为2013年9月13日。 

一种新型发酵法生产赖氨酸方法，具体包括以下步骤 

（1）按常规方法配置生产赖氨酸的种子培养基，按120℃灭菌15-20分钟；将生产赖氨酸的菌种，即耐高PH值菌种接入生产赖氨酸的种子培养基中，在28～37℃下，优选35℃下摇床培养到对数生长期，得到生产赖氨酸的种液；

（2）连续发酵：将步骤（1）制得的生产赖氨酸的种液接入经常规方法灭菌的发酵培养基中，其中，生产赖氨酸的培养基接种量为初始体积的10%～20%，发酵液中初始糖浓度为20克/升～80克/升，连续发酵过程中温度控制在28～37℃下，优选35℃，通过向发酵液中通入无菌空气维持压力在0.02～0.08MP，并开动搅拌维持转速在500～800rpm，使发酵液中溶氧维持在15%～25%，在连续发酵过程中通过流加浓度为500～800克/升的葡萄糖溶液，使发酵液中葡萄糖浓度在5克/升～20克/升，同时向发酵液中添加营养物质，营养物质为有机氮源、磷酸、无机盐、维生素等；发酵液PH控制在7.2～7.6内的任意一个值附近。连续发酵时间为45～60hr。

（3）连续发酵结束的培养液，膜过滤后不需要经过树脂进行提纯，直接浓缩、调酸、结晶生产赖氨酸。过滤后发酵液硫酸根离子等阴阳离子杂质较少，可以用超滤膜、脱色等方式去除发酵液中杂质，使发酵液赖氨酸纯度提高到95%以上，然后经过四效浓缩把高纯度赖氨酸浓缩至干物在60～80％左右、用盐酸将浓缩液调节PH至5.0-5.5、结晶直接生产赖氨酸盐酸盐。 

所述的PH控制在7.2～7.6内的任意一个值附近波动是7.4。 

PH值控制方法： 

（1）按照赖氨酸连续发酵中葡萄糖消耗速率和无机氮消耗速率，向培养基中添加浓度为500～800克/升的葡萄糖溶液和氨水或液氨，通过PH在一定范围内波动，使氨水或液氨补入，维持一定的无机氮浓度，维持一定的PH范围；中间过程维持发酵液中葡萄糖浓度在5克/升～20克/升；葡萄糖的消耗降低发酵液PH值，补充氨水或液氨提高发酵液PH值。