[发明专利]一种酪氨酸循环发酵和分离提取方法

说明书

本发明提供了一种酪氨酸循环发酵和分离提取方法，首先发酵获得酪氨酸发酵液，然后经过两级低速离心分离大部分酪氨酸晶体和菌液，菌液经高速离心或陶瓷膜过滤浓缩，浓缩后的菌体接种到另一个发酵罐中，进行新一批的发酵。该方法在初步分离出大部分酪氨酸产品晶体的同时，菌体得到循环使用，提高了设备利用率和生产效率，压缩了非生产时间，节约了能源资源。

技术领域

本发明涉及一种氨基酸的提取方法，尤其是一种酪氨酸循环发酵和分离提取方法。

背景技术

L-酪氨酸(L-tyrosine；L-Tyr)的化学名称为L-2-氨基-3-对羟苯基丙酸，它是一种含有酚羟基的芳香族极性α-氨基酸，为白色结晶性粉末，从水中结晶为针状或片状体。相对密度1.456(20℃)，等电点5.66，水溶解性0.45g/L(25℃)，在食品、医药和化工等领域具有广泛应用。工业上通常是使用蛋白水解法和酶法来进行酪氨酸的生产，但这些方法具有很多缺点，如原料来源有限、稳定性差、工艺繁琐、产品成分复杂等。微生物发酵法生产酪氨酸具有成本低、工艺相对简单可控等优势，但目前还没有成熟的发酵法生产技术来进行大规模的酪氨酸工业化生产，且酪氨酸发酵方法和提取方法方面也处于不成熟状态。

循环发酵可以利用上一批发酵培养培养的菌体，接种新的发酵培养基在合适条件下，进行下一批发酵的技术。循环发酵技术的运用可省略下一批发酵的种子培养过程、缩短下一批发酵阶段从延滞期到稳定期时间，不仅节约时间成本还节约了能源资源，压缩生产成本，提高生产效率。

利用专利：一种L-酪氨酸基因工程菌及其生产L-酪氨酸的方法(申请号CN201810963798.8)中所述的菌种和方法进行发酵实验，可知酪氨酸发酵过程属于非生长偶联型，即酪氨酸在菌体到达稳定器后才开始大量合成，循环发酵能缩短菌体的培养时间，快速到达稳定期；同时由于酪氨酸溶解度非常低，当酪氨酸被大量合成时在发酵液中积累并大量结晶，利用晶体和菌液的密度差，通过离心技术使晶体和菌液的初步分离，完成酪氨酸产品的初步分离提取；菌液中的菌体可以通过离心法或膜过滤的方式进行浓缩，并去除部分菌液中的盐酸等有毒有害物质，使下一批发酵中接入健康安全的菌体种子。因此循环发酵对于提高酪氨酸生产效率有很大应用潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种酪氨酸循环发酵和分离提取方法，实现菌体循环利用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种酪氨酸循环发酵和分离提取方法，包括以下步骤：

(1)进行种子培养和发酵，发酵结束后，获得酪氨酸发酵液，所述种子培养和发酵方法采用申请号CN201810963798.8中一种L-酪氨酸基因工程菌及其生产L-酪氨酸的方法中所述的菌种和方法进行，发酵在一号发酵罐中进行；

(2)将步骤(1)获得的发酵液从一号发酵罐经离心泵进入一级低速碟片式离心机进行一级低速离心，分离晶体和菌液，使用碟片式离心机为喷嘴型；

(3)将步骤(2)得到的菌液经离心泵进入二级碟片式离心机进行二级低速离心，进一步分离菌液中的晶体，离心条件与步骤(2)一致；鉴于二级低速离心后菌液中酪氨酸晶体量已非常少，出于成本考虑，不再进一步分离；

(4)将步骤(3)得到的菌液泵入高速碟片式离心机或陶瓷膜过滤组件进行浓缩，浓缩方法采用离心法或陶瓷膜过滤法；浓缩的目的：除去因长时间发酵培养残留在菌液中的盐酸等有害物质，减少原培养基成分对下一批发酵培养基的影响；

(5)将步骤(4)浓缩后的菌体接入含有发酵培养基的二号发酵罐中，进行下一批发酵，发酵方法与步骤(1)相同。

优选的，上述酪氨酸循环发酵和分离提取方法,所述步骤(1)发酵结束终点的判定标准为产酸速率0.25-1g/L/h，若高于该标准则引起该批次发酵不充分，造成生产效率下降，若低于该标准，则造成菌体老化，对下一轮发酵产生不利影响。