[发明专利]一种L-精氨酸的发酵生产方法

说明书

本发明提供了一种L‑精氨酸的发酵生产方法。所述方法包括如下步骤：将L‑精氨酸生产菌的种子液接种至灭菌的发酵培养基中进行发酵，所述发酵培养基中葡萄糖的浓度为5‑6wt％，发酵过程中流加葡萄糖和硫酸铵，生产得到L‑精氨酸。本发明通过在发酵过程中连续流加葡萄糖和硫酸铵，同时合理搭配其他工艺步骤、条件，有效提高了转化率，提高了发酵终点L‑精氨酸含量。

技术领域

本发明属于发酵工程技术领域，具体涉及一种L-精氨酸的发酵生产方法。

背景技术

L-精氨酸是人体和动物体内的半必需氨基酸，不仅是机体蛋白质的组成成分，而且是多种生物活性物质的合成前体。L-精氨酸参与尿素循环，是生物体尿素循环的一种重要中间代谢物；L-精氨酸还通过一氧化氮途径影响心血管系统、神经系统和免疫系统；L-精氨酸在调控繁殖机能和基因表达方面也具有重要作用。在饥饿、创伤或应急状态下，L-精氨酸就成为一种必需氨基酸。随着人们对L-精氨酸的生物学功能的不断深入研究和了解，L-精氨酸在医药食品工业上具有越来越广泛的用途，尤其在营养调控和内分泌调节方面显现出了广泛的应用前景。

L-精氨酸的生产方法有水解法和发酵法。其中，水解法操作费时、收率低，工艺稳定性不好且环境污染严重，不适于大规模生产。发酵法克服了蛋白质水解提取法所存在的工艺复杂和污染大等缺点，具有广阔的发展前景。发酵法生产L-精氨酸的过程是一个非常复杂的化学变化和生理变化综合过程。提高发酵水平通常有两条途径，一个是选育优良的菌种，二是选择合适的发酵培养工艺。前者是建立在代谢控制发酵研究上的菌种选育技术，后者是建立在生化反应工程基础上的发酵控制技术。只有两者紧密结合才能最终实现高水平的发酵生产。

长期以来，人们较多地关注高产菌株的选育，对发酵过程控制的研究较少。目前，发酵法生产L-精氨酸通常采用分批补加的方式补充原料，其转化率和L-精氨酸产量较低。因此，开展提高L-精氨酸发酵转化率和产量的研究具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种L-精氨酸的发酵生产方法。该方法能够有效提高转化率，提高发酵终点L-精氨酸含量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种L-精氨酸的发酵生产方法，所述方法包括如下步骤：

将L-精氨酸生产菌的种子液接种至灭菌的发酵培养基中进行发酵，所述发酵培养基中葡萄糖的浓度为5-6wt％(例如可以是5wt％、5.2wt％、5.3wt％、5.5wt％、5.6wt％、5.8wt％或6wt％等)，发酵过程中流加葡萄糖和硫酸铵，生产得到L-精氨酸。

相较于分批次补加原料的发酵工艺，本发明通过在发酵过程中连续流加葡萄糖和硫酸铵，结合其他工艺步骤，有效提高了转化率，提高了发酵终点L-精氨酸含量。

本发明中，发酵培养基中葡萄糖的浓度优选为5-6wt％。若葡萄糖浓度过低，则营养物质不足，不利于发酵初期细菌的增殖，会导致L-精氨酸的转化率和产量下降；若葡萄糖浓度过高，则发酵培养基的渗透压过高，同样不利于细菌的增殖，会导致L-精氨酸的转化率和产量下降。

在本发明一些实施方式中，所述种子液的制备方法包括如下步骤：

将L-精氨酸生产菌接种至灭菌的种子培养基中，接种量为菌种与种子培养基总体积的8％-12％，在温度为32±0.5℃(例如可以是31.5℃、31.6℃、31.8℃、32℃、32.2℃、32.3℃或32.5℃等)，压力为0.05±0.01Mpa(例如可以是0.04Mpa、0.042Mpa、0.045Mpa、0.048Mpa、0.05Mpa、0.052Mpa、0.055Mpa、0.058Mpa或0.06Mpa等)，通气比为1:0.8-1:1.2(例如可以是1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1或1:1.2等)的条件下培养20-24h(例如可以是20h、21h、22h、23h或24h等)，得到所述种子液。