[发明专利]一种制备L-丙氨酸的方法

说明书

本发明涉及一种制备L‑丙氨酸的方法，其为，在利用葡萄糖浓度为110‑125g/L的葡萄糖培养基对德氏乳杆菌突变菌株Lds.0108进行培养的过程中，当发酵液中残糖含量低于50g/L时，向发酵液中补加与种子液浓度相同的新鲜种子液，继续培养至发酵结束。本方法操作简单易行，可以提高L‑丙氨酸的发酵水平，降低残糖含量，缩短发酵周期，提高转化率。

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种用于制备L-丙氨酸的方法。

背景技术

L-丙氨酸是人体血液中含量最高的氨基酸，具有广泛的用途。L-丙氨酸具有独特的改善风味的效果，食品和饮料中添加L-丙氨酸可以明显提高食品和饮料中蛋白质的利用率，从而改善有机酸的酸味；L-丙氨酸是一种很好的利尿药，是生产维生素B6及L-氨基丙醇的主要原料；另外添加L-丙氨酸还可以提高聚乳酸的性能。

目前，工业上大多采用酶法生产L-丙氨酸，即通过富含L-天冬氨酸-β-脱羧酶活力的微生物细胞催化L-天冬氨酸而得到。酶法转化工艺的特点是酶活力高，设备投资小，提取工艺简单，但主要原料L-天冬氨酸价格波动太大，不能保证常年稳定生产。近年来，出现了以葡萄糖为主要原料、厌氧直接发酵生产L-丙酸的方法，随着L-丙氨酸含量的不断积累，残糖含量逐渐降低，但是当残糖降低到一定程度时，菌种的代谢能力下降，致使发酵周期延长，残糖不能进一步消耗，发酵转化率难以进一步提高，造成后提取困难，生产成本增加。因此开发出一种能够有效提高L-丙氨酸发酵水平的方法具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备L-丙氨酸的方法，其为：在利用葡萄糖浓度为110-125g/L的葡萄糖培养基对德氏乳杆菌突变菌株Lds.0108进行培养的过程中，当发酵液中残糖含量低于50g/L时，向发酵液中补加与种子液浓度相同的新鲜种子液，继续培养至发酵结束。

考虑到微生物培养的特殊性和实验误差，上述与种子液相同的新鲜种子液是指二者的制备方法相同，且二者的OD值的大小差别在0.5以内。

本发明所用的菌种为：Lds.0108，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号：CCTCCNO：M2013361。

当发酵进行到后期时，营养成分大大消耗，各种次级代谢产物逐渐积累，对参与反应的各种酶的活力产生了不利影响，菌种的代谢活力降低，发酵液中的营养成分减少，此时，向处于发酵后期的发酵液中加入新鲜的种子液，由于新鲜种子液中菌种处于对数生长期，菌种的代谢活力强，营养成分高，参与代谢反应的酶活力较高，因此在其它发酵条件不变的情况下，L-丙氨酸的发酵水平得到提高，残糖降低，转化率提高，发酵周期缩短，从而降低了生成成本。

优选的，当发酵液中残糖含量为30-45g/L时，向发酵液中补加与种子液浓度相同的新鲜种子液。当残糖含量在这个范围内时，发酵液中的营养成分逐渐减少，菌种的代谢活力逐渐降低，及时补加新鲜种子液，可以最大限度地提高转化率。

优选的，补加的新鲜种子液的体积占补加后发酵液总体积的1.5％-3.0％。若补加的新鲜种子液太少，则菌种数量较少，酶活力不够，达不到预期效果；若补加的新鲜种子液太多，则占用较多发酵罐体积，同时造成不必要的浪费。

优选的，所述新鲜种子液OD值为4.0-8.0。此时新鲜种子液中菌种处于对数生长期，菌种的代谢活力强，营养成分高，参与代谢反应的酶活力较高。

优选的，每升所述葡萄糖培养基中，包括葡萄糖110-125g，Na₂HPO₄·12H₂O 20g，KH₂PO₄ 2.0g，NaCl 0.5g，MgSO₄·7H₂O 0.2g，微量无机盐溶液10ml/L，余量为纯化水；