[发明专利]一种精制谷氨酸的发酵工艺

说明书

本发明属于氨基酸制备技术领域，公开了一种精制谷氨酸的发酵工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备种子液，步骤2）制备发酵液，步骤3）分离，步骤4）浓缩、结晶。本发明工艺提高了发酵产酸效率，通过分离纯化工艺获得的产品纯度和收率高。

技术领域

本发明属于氨基酸制备技术领域，具体涉及一种精制谷氨酸的发酵工艺。

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。

谷氨酸棒杆菌是微生物工业发酵生产谷氨酸的主要菌株。人们一直通过各种方法改造菌株以提高氨基酸的产量，早期应用最广泛的为各种条件下的诱变育种，而随着氨基酸生物代谢途径的揭秘，有目的的在分子水平上对代谢途径进行改造也渐渐显露其优势，另外，中游的发酵条件优化过程以及下游的回收净化过程也是一个重点。但是，对于氨基酸分泌过程的研究，却起步较晚，而且人们一直把注意力集中在细胞膜氨基酸的转运蛋白上。申请人前期主要研究培养基组分以及菌株配伍方面对谷氨酸发酵效率的影响，取得了一定的效果，参见专利技术“一种新的谷氨酸生产方法”以及“一种谷氨酸高产酸工艺”。

现有技术中谷氨酸的提取方法有低温等电法、等电—离交法。其中，低温等电法是将发酵液加酸调至谷氨酸的等电点，使谷氨酸的溶解度降低，从而沉淀析出，结晶收率通常可以达到75％以上，如果采用低温等电法(10℃)，则收率可达到80％。等电—离交工艺是将发酵液等电结晶后，母液继续用酸调整到pH1.7，然后用强酸性阳离子交换树脂吸附并用氨水洗脱，总收率可达96％。但是此法酸碱用量大、废水量大，成本较高，而且等电离交工艺产生的废水很难处理，环境污染问题非常严重。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种精制谷氨酸的发酵工艺。

本发明是通过如下方案来实现的：

一种精制谷氨酸的发酵工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备种子液，步骤2）制备发酵液，步骤3）分离，步骤4）浓缩、结晶。

具体地，所述发酵工艺包括如下步骤：

步骤1）制备种子液：将谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC13761接种到种子培养基中，在32℃，100rpm摇床培养12h，得到的谷氨酸棒杆菌种子液；

步骤2）制备发酵液：将氨酸棒杆菌种子液以8％接种量接种到发酵罐，发酵时间共为48小时；0-46小时，控制温度为32℃，常压，其中，在第40小时，添加曲拉通X-100；第47-48小时，控制温度为39-40℃，压强为3-3.5个大气压，其中，在第43小时，添加氯化钠；发酵过程中，通过自动流加氨水控制pH在4.5；并通过流加葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.0wt％，发酵至48h停止，得发酵液；

步骤3）分离：利用高速碟片分离机对发酵液进行离心，收集上层谷氨酸料液和菌体蛋白沉淀；谷氨酸料液经过超滤膜超滤，收集滤过液；

步骤4）浓缩、结晶：然后浓缩成原体积三分之一的浓缩液；往一级等电罐中流加上述浓缩液，同时加入浓硫酸调节使等电罐中溶液的pH为3.5，温度控制在22℃，经过一级等电点罐的液体再依次经过二级等电点罐，同时加入浓硫酸调pH值，其中，二级等电点罐pH控制3.3，温度10℃；经过二级等电点罐的液体再依次经过三级等电点罐，同时加入浓硫酸调pH值，其中，三级等电点罐pH控制3.2，温度5℃；离心获得结晶的谷氨酸。