[发明专利]一种浓缩连续冷冻等电点结晶制备谷氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于氨基酸发酵技术领域，具体涉及一种浓缩连续冷冻等电点结晶制备谷氨酸的方法。

背景技术

谷氨酸，是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。味精由谷氨酸制备而得。

从谷氨酸发酵液中提取谷氨酸的现有技术主要有：等电结晶+离子交换工艺。国内多数味精生产企业采用“等电结晶+离子交换”工艺。其工艺过程是用离子交换获得的高流份调节发酵液的pH值，使其下降至等电点3.22，并降温至10℃左右，使大部分谷氨酸结晶析出；残留在结晶母液中的谷氨酸用离子交换树脂吸附，再用氨水将树脂吸附的谷氨酸洗脱获得高流份，高流份用于下一批发酵液等电结晶。该工艺的优点是提取收率高，一般总收率可达94％，但该工艺额外产生了40％的高浓废水，又额外消耗了100％的硫酸和45％的液氨。

谷氨酸工艺中存在的缺陷主要是发酵效率不高，产生的废水量大，浓度高，克服上述缺陷是我们研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供了一种浓缩连续冷冻等电点结晶制备谷氨酸的方法，该方法能提高发酵效率，有效地处理废水，环保无污染。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

一种浓缩连续冷冻等电点结晶制备谷氨酸的方法，其包括如下步骤：1）制备谷氨酸棒杆菌种子液，2）制备乳糖发酵短杆菌种子液，3）混合搅拌，4）发酵制备谷氨酸，5）浓缩连续冷冻等电点结晶，6）废液处理。

具体地，所述工艺包括如下步骤：

1）制备谷氨酸棒杆菌种子液：

将谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)ATCC13032接入谷氨酸棒杆菌种子培养基中，接种量为3％，在30℃，100-180rpm摇床中培养18h，得到的谷氨酸棒杆菌种子液；谷氨酸棒杆菌种子培养基的组分为(以下均为质量百分比)：葡萄糖2.5％、玉米浆3％、K₂HPO₄0.2％、Na₂HPO₄0.2％、生物素0.5％、MgSO₄0.2％、尿素0.025％，余量为水，115℃灭菌15min；

2）制备乳糖发酵短杆菌种子液：

将乳糖发酵短杆菌(Brevibacteriumlactofermentum)ATCC13869接种到乳糖发酵短杆菌种子培养基，接种量为5％，在32℃，150-200rpm摇床中培养12h，得到的乳糖发酵短杆菌种子液；其中乳糖发酵短杆菌种子培养基的组分为：葡萄糖20g，硫酸铵13g，磷酸二氢钾1.2g，硫酸镁0.3g，磷酸二氢钠0.2g，尿素0.1g，玉米浆20g，用水定容至1L，调pH7.2，115℃灭菌30min；

3）混合搅拌：调节谷氨酸棒杆菌种子液或乳糖发酵短杆菌种子液的浓度均为1×10⁷个/ml，然后按照3：1的体积比混合，100转/min搅拌3min，然后静置6h，得到混合种子液；

4）发酵制备谷氨酸：将混合种子液以10％接种量接种发酵，发酵温度为33℃，发酵时间为24-48h，得谷氨酸发酵液；其中发酵培养基为（质量百分比)：葡萄糖13％、玉米浆6％、硫酸铵4％、MgSO₄0.1％、K₂HPO₄0.2％、NaCl0.2％、MnSO₄0.001％、FeSO₄0.0001％、V_B10.00001％，余量为水，pH7.0～7.2；

5）浓缩连续等电：