[发明专利]一种混菌发酵生产支链氨基酸的方法

说明书

本发明公开了一种混菌发酵生产支链氨基酸的方法，选择异亮氨酸生产菌、亮氨酸生产菌或缬氨酸生产菌中的至少2株不同的生产菌株，采用混菌联合发酵方法，制备得到亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸的质量比为2：0.8‑1.2：0.8‑1.2的发酵液。本发明通过选择合适的菌株，利用混菌发酵，通过控制合适的种子液接种比和分两阶段控制发酵温度，来调整产物的比例，使亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸的表达量比例达到2：0.8‑1.2：0.8‑1.2，直接达到常规BCAA产品的要求；一次性同时生产三种支链氨基酸，简化了发酵、提取工艺，降低了生产成本，同时大大减少了生产污水的排放量。

技术领域：

本发明属于氨基酸生产技术领域，具体涉及一种混菌发酵生产支链氨基酸的方法。

背景技术：

支链氨基酸(BCAA：Branched ChainAminoAcids)指的是结构上含有支链的一群氨基酸，包括了亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸。这三种氨基酸属于必须氨基酸，与合成蛋白质有着密不可分的关系，不用经过身体代谢，便可以直接提供能量给人体使用。人体中约33％的肌肉蛋白质是由BCAA组成，BCAA对任何运动项目来说都是最重要和最有效的营养品，它可以帮助生物体自然地、没有任何副作用地增强肌肉获得更多能量。科学家已经发现这种氨基酸混合物在延长单细胞酵母寿命上的巨大作用，运动前或运动中补充支链氨基酸可以提高运动能力。运动后立即或运动后随餐食用BCAA可以降低皮质醇和快速恢复肌肉中支链氨基酸的水平。支链氨基酸之间在吸收能力上具有相互竞争性，因此必须同时补充，以保证较大程度的吸收。目前常规BCAA产品中亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸的比例一般是2:1:1。

在现有氨基酸发酵工艺中，一般以某一种氨基酸作为主要产物，其他氨基酸作为杂酸，经后续提取工序予以除去，即提取精制过程，提取步骤往往需要消耗大量的蒸汽、水源、能源，是主要的成本来源，且会带来大量的污水。如果按照现有发酵工艺进行生产，从3种支链氨基酸的生产到BCAA产品的制备，就要经过3次发酵、3次提取，生产工序复杂，成本高，污染大。

发明内容：

基于现有工艺存在的工序复杂、成本高、污染大问题，本发明通过改进支链氨基酸的发酵技术工艺，提供一种工艺简单、生产成本低、污染小的，经1步发酵、1步提取、混菌发酵生产支链氨基酸的方法。

本发明的目的由如下技术方案实施：一种混菌发酵生产支链氨基酸的方法，选择异亮氨酸生产菌、亮氨酸生产菌或缬氨酸生产菌中的至少2株不同的生产菌株，采用混菌联合发酵方法，制备得到亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸的质量比为2：0.8-1.2：0.8-1.2的发酵液。

进一步，选择2株不同的生产菌株，分别为谷氨酸棒杆菌株SML001(保藏编号为CGMCC NO.13408)和谷氨酸棒杆菌株SMV001(保藏编号为CGMCC NO.11938)。所述谷氨酸棒杆菌株SML001是一种亮氨酸生产菌，所述谷氨酸棒杆菌株SML001发酵过程中积累的杂酸主要是异亮氨酸；所述谷氨酸棒杆菌株SMV001是一种缬氨酸生产菌，所述谷氨酸棒杆菌株SMV001发酵过程中主要积累杂酸也为异亮氨酸。

进一步，所述混菌联合发酵方法具体包括如下步骤：

(1)分别将所述谷氨酸棒杆菌株SML001和所述谷氨酸棒杆菌株SMV001用发酵罐进行培养，依次得到种子液1和种子液2；

(2)按照5-12％的接种比将种子液1接入发酵罐中，再按照12-20％的接种比将种子液2接入所述发酵罐中，进行联合培养发酵，制备得到发酵液。

进一步，所述步骤(2)联合培养发酵过程中，发酵的前0-30h温度控制在28-31℃；发酵的后30-50h温度控制在31-34℃。谷氨酸棒杆菌株SML001在28-31℃条件下，菌体量增长快、亮氨酸产酸高；谷氨酸棒杆菌株SMV001在31-34℃条件下，缬氨酸积累最多。从而在前中期积累较多的亮氨酸、异亮氨酸，后期积累较多的缬氨酸，使得最终发酵液中亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸的比例达到2：0.8-1.2：0.8-1.2。