[发明专利]一种快速发酵生产ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的方法

说明书

本发明公开了一种快速发酵生产ε‑聚赖氨酸及其盐酸盐的方法，主要包括种子培养、发酵的制备、将发酵液依次进行过滤、碱化、吸附、解析、脱色、纳滤、干燥，得到本发明所需产品。与传统生产ε‑聚赖氨酸方法相比，通过采用本发明的发酵生产方法，ε‑聚赖氨酸及其盐酸盐的生产发酵周期由192‑216h缩短到120‑136h，ε‑聚赖氨酸的浓度由20‑25g/L增加到48‑52g/L，相当于提高了ε‑聚赖氨酸的产量，缩短了ε‑聚赖氨酸生产发酵周期，提高了规模工业化生产的产量，从而降低了生产成本。

技术领域

本发明属于生物发酵工程技术领域，具体涉及一种快速发酵生产ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的方法。

技术背景

ε-聚赖氨酸(ε-poLy-L-Lysine，简称ε-PL)是L-赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基形成的酰胺键连接而成的同型单体聚合物，故称为ε-聚赖氨酸。ε-聚赖氨酸作为一种天然的生物代谢产品，具有广谱抗菌性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有很好的抑菌效果，是目前天然防腐中具有优良防腐性能和巨大商业潜力的生物类食品防腐剂。相比于山梨酸及其盐，脱氢乙酸及其盐，苯甲酸及其盐等传统化学食品防腐剂，ε-聚赖氨酸具有抑菌谱广，抑菌能力强，不受pH影响，并且热稳定性好，使用量低和安全性能高等优点。ε-聚赖氨酸作为一种安全、高效，广谱的食品添加剂在美国、日本、韩国、比利时等国家已被广泛使用。在我国，2014年中华人民共和国国家卫生计生委批准了ε-聚赖氨酸及其盐酸盐可作为食品添加剂防腐剂使用。

然而六年来ε-聚赖氨酸及其盐酸盐在国内并没能得到广泛的使用，其主要原因是因为ε-聚赖氨酸及其盐酸盐工业化生产发酵生产周期长且产率不高，导致生产成本较高，价格昂贵，食品加工企业难以承受该产品的使用成本，从而限制了ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的广泛应用。因此，近些年来人们也致力于通过改善发酵添加和发酵用添加剂等方法来提高ε-聚赖氨酸的产率产量，但是其效果都不够显著。进而又逐渐致力于通过提高从发酵液中提取和提纯ε-聚赖氨酸及其盐酸盐收率的方法上，虽然取得一定的进展，但收率的提高受发酵产率反制，从而也不能达到较高的产量。

因此，针对ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的生产方法进行进一步的创新和研究，提高ε-聚赖氨酸的产量并降低生产成本，成为了推动ε-聚赖氨酸工业化发展过程中亟需解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种快速发酵生产ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的方法。该方法能够提高ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的产量，缩短ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的生产发酵周期，从而降低了生产成本。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种快速发酵生产ε-聚赖氨酸及其盐酸盐的方法，包括以下步骤：

(1)种子培养：将种子罐用水清洗干净后，开始进行空消，之后将溶氧和pH电极校正准确后装入种子罐内，配制种子培养基至种子罐，再进行实消，降温至30℃，并将实消后降温至30℃的糖并至种子罐中，调节好种子培养所需控制的参数将实验室培养好的斜面白色链霉菌菌种接种至种子罐中，培养14-22h，得发酵用菌种；

(2)发酵培养：将发酵罐用水清洗干净后，开始进行空消，之后将溶氧和pH电极校正准确后装入发酵罐内，配制发酵培养基至发酵罐，之后进行实消，降温至30℃，并将实消后降温至30℃的糖并至发酵罐中，调节好发酵培养所需的参数，将步骤(1)制备的发酵用菌种移种至发酵罐中，使得菌体浓度达到15％以上，发酵15-22h，之后用氨水自动调整发酵液的pH为4.1±0.2，以无菌操作的方式一定速度连续流加葡萄糖、氯化钙和硫酸铵，葡萄糖的残留量控制在0.2％-2％，发酵120-136h，即制得发酵液；

(3)发酵结束后，将步骤(2)制备的发酵液依次进行过滤、碱化、吸附、氨水解析、脱色、纳滤、干燥，即得本发明所述的ε-聚赖氨酸；