[发明专利]一种谷氨酰胺发酵生产工艺

说明书

本发明属于氨基酸发酵领域，具体地说涉及一种谷氨酰胺发酵生产工艺。

营养学和医学上的新发现逐渐纠正了人们对于谷氨酰胺的认识，谷氨酰胺现在已被作为一种条件必需性氨基酸看待，谷氨酰胺的产业化将会有极大的经济效益和社会效益。尽管国内外有一些研究小组对其产生作了许多研究工作(微生物学通报，4(5):211-212(1984)；16(2):73-76(1989)；微生物学杂志，6(3):35-37(1986)；工业微生物，21(5):11-17(1988)；食品与发酵工业，No.2:21-25(1992)；发酵科技通讯，19(2):16-18(1990)；Agri.Biol.Chem.，51(8):2089-2094(1987)，日本特许公报昭62-186796；昭63-21379)，但绝大多数研究集中于菌种选育和摇瓶发酵的培养基配方与发酵条件优化，而对规模生产至关重要的发酵罐水平上的工艺优化则没有文献或专利发表，其结果是摇瓶发酵水平在发酵罐规模上不能重现，菌种潜力难以发挥。

本发明针对上述不足，提出一整套优化的谷氨酰胺发酵生产工艺，给出影响谷氨酰胺产生的种种因素的控制方法，从而在发酵罐规模上进一步重现和提高摇瓶发酵的结果，充分发挥菌种潜力。

本发明的发酵生产工艺包括如下顺序的步骤：

(1)发酵菌株的选择：黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)、谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)、北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)、钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)之一。

(2)母斜面制备：将上述发酵菌株接种斜面，29-37℃恒温培养8-20小时，制得母斜面，母斜面冷藏待用。

(3)子斜面：将步骤(2)得到的母斜面接种子斜面，培养方法同步骤(2)。

(4)一级种子培养：将步骤(3)得到的斜面菌苔接种于已灭菌的装有种子培养基的摇瓶中，在29-37℃下摇床培养8-20小时。

(5)二级种子培养：将步骤(4)培养好的一级种子按2％-10％(体积比)接种于已灭菌的装有种子培养基的种子罐开始培养；培养条件：通气量0.5-1.5VVM，罐压0.01-0.05Mpa，温度29-37℃，溶解氧3％-80％饱和度；培养时间6-18小时。

(6)发酵罐发酵：将步骤(5)培养好的种子按2％-10％(体积比)接种于已灭菌的装有发酵培养基的发酵罐中开始发酵，控制条件为：温度29-37℃，通气量0.5-1.5VVM，罐压0.01-0.05MPa，溶解氧0.5％-90％饱和度，pH6.5-7.5，并以消泡剂消泡；发酵8-24小时，补入发酵初始培养基0.5-1.5％(重量体积比)的氯化钾；发酵14-26小时，停止pH控制，使pH自然降低至6.2-6.6，之后控制pH在此范围内，溶解氧在20-80％饱和度之间，并连续流加30-80％(重量体积比)的糖溶液，或者将糖溶液按每次每升发酵液10-30克糖分批补入，控制发酵罐中糖浓度在5-40g/L之间；补加氯化钾之后，每间隔8-24小时补入发酵液总体积0.05％-0.3％(体积比)的玉米浆；发酵50-68小时停止补糖，待糖浓度降低至1-10g/L时发酵结束。

在上述发酵生产工艺过程中，步骤(1)中的黄色短杆菌是黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)ATCC 14067、AS 1.495、AS 1.582和它们的突变株之一，谷氨酸棒杆菌是指谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC13286、ATCC 14751、ATCC 14752、ATCC 13032、AS 1.805、ACCC11067、ACCC 11063、IFFI 10056、IFFI 10054、IFFI 10131、IFFI 10039、IFFI10031、IFFI 10051、IFFI 10052、IFFI 10111和它们的突变株之一，北京棒杆菌是指北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)AS 1.299和其突变株之一，钝齿棒杆菌是指钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)AS 1.452和其突变株之一。

步骤(2)中保存菌株的时间以不超过一个月为佳。

步骤(6)中溶解氧的控制通过调整搅拌转速、通气量、罐压实现。

步骤(6)中pH通过补入浓度为10％-30％(重量体积比)的氨水调节。

步骤(6)中消泡剂是聚醚类或硅酮类消泡剂之一。