[发明专利]一种多级连续发酵生产L-苯丙氨酸的方法

说明书

一种多级连续发酵生产L‑苯丙氨酸的方法，通过种子培养、发酵培养和多级连续发酵来完成，具体是以大肠杆菌WR1001为出发菌株，进行三级以上的发酵，通过控制不同级发酵罐内的发酵条件，满足菌株在不同时期的代谢需求，提高原料转化率和L‑苯丙氨酸产量。本发明简化了发酵过程，提高了L‑苯丙氨酸产量，有效降低生产成本。

技术领域

本发明涉及L-苯丙氨酸发酵领域，具体涉及一种多级连续发酵生产L-苯丙氨酸的方法。

背景技术

L-苯丙氨酸(L-Phenylalanine 简称L-Phe)又名L-苯基-α-氨基丙酸为白色斜方晶系结晶粉末。具有苦杏仁味，熔点：283 ℃（分解）。L-苯丙氨酸是人体所需八种必需的氨基酸之一，在人体代谢过程中具有重要作用。常用大肠杆菌WR1001为出发菌株进行发酵，在医药、食品、化工等领域也有广泛的应用。L-苯丙氨酸的发酵过方法包括分批发酵、酪氨酸流加分批发酵、三阶段流加葡萄糖发酵、多级连续高密度发酵。分批发酵由于营养物质的缺乏，菌体生长受限，因此产量不高；酪氨酸流加分批发酵中L-酪氨酸流加加速了菌体的生长，提高了生产强度，缩短了发酵周期。在流加浓度为75 mg/h时，最大菌体干重达到了40.13 g/L，生产周期缩短到30 h，生产速率达到1. 409 g/h/L。但是L-酪氨酸的流加减少发酵时间并提高生产强度，但对L-苯丙氨酸的最终产量没有明显的影响；三阶段流加葡萄糖发酵分别优化了L-苯丙氨酸发酵的初始葡萄糖浓度和葡萄糖的指数流加策略，显著地降低了乙酸的积累，促进了L-苯丙氨酸的合成，最终获得L-苯丙氨酸的产量达48.45 g/L；多级连续高密度发酵是最近一种新的发酵方法，该方法已经应用在一些微生物发酵上，该方法降低了底物抑制作用、产物抑制作用 ，提高了底物利用率，产品生产率和收率。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多级连续发酵生产L-苯丙氨酸的方法，简化工艺的同时提高了L-苯丙氨酸的产量。

一种多级连续发酵生产L-苯丙氨酸的方法，包括以下步骤：

第一步，种子培养；

第二步，发酵培养；

第三步，多级连续发酵，以大肠杆菌WR1001为出发菌株，进行三级以上的发酵，通过控制不同级发酵罐内的发酵条件，满足菌株在不同时期的代谢需求，提高原料转化率和L-苯丙氨酸产量，所述三级以上的发酵是指将3个以上的发酵罐串联后进行发酵。

作为优选的是，第三步，多级连续发酵，以大肠杆菌WR1001为出发菌株，进行三级以上的发酵，通过控制不同级发酵罐内的发酵条件，满足菌株在不同时期的代谢需求，提高原料转化率和L-苯丙氨酸产量，所述三级以上的发酵是指将5-10个发酵罐串联后进行发酵。

上述多级连续发酵生产L-苯丙氨酸的方法中多级连续发酵具体包括以下方法：

步骤1，配种子培养基、初始发酵培养基、糖补料罐培养液、酪氨酸补料罐培养液和培养基补料罐培养液；

步骤2，对发酵罐、糖补料罐、培养基补料罐、酪氨酸补料罐、种子培养基、初始发酵培养基、糖补料罐培养液、酪氨酸补料罐培养液、培养基补料罐培养液以及三角烧瓶进行灭菌处理；

步骤3，取灭菌后的三角烧瓶，接入灭菌后的种子培养基，接入大肠杆菌WR1001摇床培养后作为发酵菌种；