[发明专利]一种活化菌株发酵生产L‑丙氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法。

背景技术

L-丙氨酸是组成蛋白质的氨基酸之一，虽然为人体非必须氨基酸，但却是人体血液中含量最高的氨基酸，在医药、高分子材料、食品等领域具有广泛的用途。在医药领域：L-丙氨酸作为医药中间体，是生产维生素B6及L-氨基丙醇的主要原料；与糖代谢密切相关，在转氨反应中是主要的氨基供体，具有重要的生理功能，在临床上常添加到输液中；另外，L-丙氨酸还是一种很好的利尿药。在高分子材料领域：近年来发现聚乳酸中添加L-丙氨酸可有效提高聚乳酸的性能。在食品领域：L-丙氨酸具有独特的改善风味的效果，与其他氨基酸配合能加强食品和饮料的风味；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；还可以改善有机酸的酸味，越来越受到人们的欢迎和重视。目前，L-丙氨酸的主要工业化生产方法就是酶法转化，即通过富有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，但其主要原材料L-天冬氨酸价格较贵，造成其生产成本较高。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，通过诱变活化菌株生产L-丙氨酸。

为达到上述目的，本发明提出一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法包括菌体活化、温料双控发酵培养和产物提取。

上述活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，包括以下步骤：

(1)菌体活化

选用黄色短杆菌，置于斜面培养基中，25～32℃的温度条件下培养至对数生长期，冷却至20～25℃，加入等离子体，在紫外灯照射下进行菌体诱变，得到活化黄色短杆菌；

(2)温料双控发酵培养

将步骤(1)得到的活化黄色短杆菌，置于发酵培养基中，培养温度为35～40℃，培养pH值为6.85～7.10，培养至发酵培养基中糖分≤0.01％，停止发酵培养；

(3)产物提取

将步骤(2)所得混合液经过改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离提纯，清洗，干燥，即得L-丙氨酸。

上述菌体活化，是采用添加0.1～0.2％的等离子氮，在转动搅拌的条件下紫外线照射25～45s，进行黄色短杆菌的活化。

上述温料双控发酵培养，是采用1～10％的尿素与氨水作为氮源，在发酵培养基中添加尿素作为底物氮源，发酵过程中通过滴加氨水调节发酵的pH值作为滴加氮源。

上述温料双控发酵培养，在35℃条件下培养5h，升温至38～40℃，培养至发酵培养基中糖分≤0.01％。

上述产物提取，待发酵结束，取出发酵液经过改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离，得到滤液，为提高产物纯度，再通过纳滤膜进一步过滤滤液，取的滤液，在低温真空下，干燥，结晶，离心，即得产品。

本发明有益效果是:本发明黄色短杆菌为菌源，采用等离子氮注入和紫外线照射协同作用法诱变处理菌体，用该突变株以葡萄糖等糖类物质为底物，在35～40℃，pH 6.85～7.10厌氧条件下发酵生产L-丙氨酸。选择黄色短杆菌作为出发菌株，因为该菌种兼性厌氧，会大大提高正突变和发酵培养目标物的效率；所用的原材料葡萄糖属于可再生纯天然资源，来源广泛，价格低廉，且厌氧发酵减少了动力消耗，降低了生产成本；提纯过程中使用改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离过滤去除杂质，并经过纳滤膜进一步过滤滤液，保证了产品质量，适合规模工业化生产；采用的等离子紫外诱变法具有突变谱广、死亡率低、正突变率高、性状稳定等优点。

具体实施方式

通过对实施例的进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明提出一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法包括菌体活化、温料双控发酵培养和产物提取。

上述活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，包括以下步骤：

(1)菌体活化

选用黄色短杆菌，置于斜面培养基中，25～32℃的温度条件下培养至对数生长期，冷却至20～25℃，加入0.1～0.2％的等离子氮，在转动搅拌的条件下紫外线照射25～45s，进行黄色短杆菌的活化，得到活化黄色短杆菌；

(2)温料双控发酵培养

将步骤(1)得到的活化黄色短杆菌，置于发酵培养基中，培养温度为35～40℃，培养pH值为6.85～7.10，培养至发酵培养基中糖分≤0.01％，停止发酵培养；

(3)产物提取