[发明专利]提高枯草芽孢杆菌维生素B2产量的方法

说明书

本发明属于生物发酵技术领域，具体公开一种提高枯草芽孢杆菌维生素B₂产量的方法，包括以下步骤：1）在低于30℃、避光和强制搅拌下，将碱液快速加入发酵液，使发酵液的pH值调节至11‑12；2）将碱处理后的发酵液加入絮凝剂进行絮凝；3）依次采用离心分离和膜过滤对絮凝后的发酵液进行固液分离；4）将步骤3）固液分离得到的清液酸化、并加入晶种结晶，得到粗结晶，再经过多次再结晶，得到的晶体经水洗、烘干，得到成品。本发明通过对发酵液的提取步骤进行优化，提高维生素B₂的产量。

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种提高枯草芽孢杆菌维生素B₂产量的方法。

背景技术

维生素B₂又名核黄素，为体内黄酶类辅基的组成部分（黄酶在生物氧化还原中发挥递氢作用），当缺乏时，就影响机体的生物氧化，使代谢发生障碍。主要用于防治核黄素缺乏症，如口角炎、唇炎、舌炎和眼结膜炎等。近年来，也有研究表明，核黄素还具有利尿、降血脂和改善心脏功能等作用。核黄素的合成主要有化学合成法和微生物发酵法，由于化学合成法较为复杂而且生产成本较高，目前核黄素主要采用微生物发酵法进行生产。

枯草芽孢杆菌是常用的工业化发酵生产核黄素的菌株的一种。这些工程菌具有发酵周期短（2-3天）、原料要求简单、产量高的优点，在核黄素的微生物发酵生产中显示了强大的生命力。核黄素的分离提取方法主要有：重金属盐沉淀法、Morehouse法、酸溶法和碱溶法。目前工业生产中多采用后两种方法。由于酸溶法能耗较大，总收率较低，因此，许多生产商开始把注意力投入碱溶法，也有利用碱溶法和酸溶法相结合的提取工艺。

虽然从发酵液中提取核黄素方法众多，但是收率不是很高，分析其主要原因是过程很长，各个过程中都有结晶母液出现，而母液中核黄素含量很高，并不是简单按核黄素的溶解度而存在，远远高于其溶解度，因此母液的回收没有处理好，其收率损失相应地增大；其次，固体杂质的分离很困难，并且这种困难贯穿于整个过程。在杂质分离过程中，由于碱溶后菌体细胞破裂，产生很多胶体物质，导致溶液粘度上升，且菌体本身细小，用传统板框过滤很困难，用膜分离的方法易堵塞膜孔，浓缩比低，膜清洗复原困难，导致成本很高。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种提高枯草芽孢杆菌维生素B₂产量的方法，通过对发酵液的提取步骤进行优化，提高维生素B₂的产量。

本发明提供一种提高枯草芽孢杆菌维生素B₂产量的方法，包括以下步骤：

1）在低于30℃、避光和强制搅拌下，将碱液快速加入发酵液，使发酵液的pH值调节至11-12；

2）将碱处理后的发酵液加入絮凝剂进行絮凝；

3）依次采用离心分离和膜过滤对絮凝后的发酵液进行固液分离；

4）将步骤3）固液分离得到的清液酸化、并加入晶种结晶，得到粗结晶，再经过多次再结晶，得到的晶体经水洗、烘干，得到成品。

根据本发明，经研究发现用碱液调节发酵液的pH时，当pH高于10之后，pH的上升幅度减缓，当发酵液pH值接近10.5后，再上升就十分困难，这是由于在加碱过程中，菌体细胞在碱性条件下极不稳定，很容易被破碎，细胞内的胶体大分子释放到溶液中，一方面导致溶液粘度大幅度上升，另一方面菌体的破裂使发酵液形成大的缓冲系统，使发酵液pH值上升缓慢。因此，本发明采用在强制搅拌下，快速加入碱液，尽可能防止菌体破裂，采用该方法不仅可减少菌体破裂，降低发酵液粘度，还能显著减少碱用量。