一种氨基酸发酵培养基及其制备方法技术

本发明专利技术属于氨基酸生产技术领域，公开了一种氨基酸发酵培养基，其包括发酵培养基A和发酵培养基B，所述发酵培养基A和发酵培养基B分开使用，所述氨基酸为谷氨酸，所述发酵培养基B是在发酵培养基A的基础上添加肌醇和甘油。本发明专利技术培养基的优化不但使得谷氨酸发酵过程更加稳定，而且提高了菌体浓度以及谷氨酸产量，降低了谷氨酸提取的成本，具备较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种氨基酸发酵培养基及其制备方法
本专利技术属于氨基酸生产
，涉及一种氨基酸发酵培养基及其制备方法。
技术介绍
谷氨酸棒杆菌是谷氨酸发酵的菌株，属于兼性好氧菌，培养基成分及培养条件不同，产物也不同。在谷氨酸发酵过程中，当培养基中碳氮比的改变会影响菌株增殖和谷氨酸合成。当发酵液pH呈酸性时，生成的谷氨酸会进一步转化为乙酰谷氨酰胺。因此，谷氨酸发酵条件优化主要为培养基组分和发酵过程参数控制优化两方面。在发酵过程中，菌种自身的发酵特性有时会发生变化，导致批次间发酵性能出现巨大差异。一旦菌种发酵特性发生改变，菌体对环境变化的适应能力和产酸能力就会下降，表现为补料之后出现“只耗糖、不产酸”的现象，最终谷氨酸浓度很低，造成发酵性能不稳定。谷氨酸发酵的前期主要菌株增殖迅速，中后期菌株增殖速度放缓，但是谷氨酸合成加快，是合成分泌谷氨酸的关键时期。以酵母粉或玉米浆作为谷氨酸发酵培养基的氮源，存在着色素杂质多、内毒素毒害菌体和价格较高等不足，在副产品方面，发酵遗留菌体是其中最主要的副产物。一般的菌体处理方法都是将菌体经过简单处理后用作有机肥料，这样不仅降低了其产品附加值，还造成了资源的极大浪费。因此为了降低生产成本和实现绿色生产，将发酵废弃菌体蛋白进行处理后用作其发酵原料，实现资源的循环利用。发酵制备谷氨酸工艺中发酵培养基的优化是提高发酵效率的重要因素，申请人之前的专利技术“利用谷氨酸发酵废弃菌体制备发酵培养基的方法”对现有技术培养基进行了改进和优化，其包括高粱秸秆水解液15%，菌体水解液12%，葡萄糖5%，米糠提取物1.2%，玉米浆1%，贝壳粉0.02%，七水硫酸亚铁0.02%，七水硫酸镁0.02%，磷酸二氢钾0.01%，其余为水；该培养基降低了成本，但是存在色素较多，粘度大以及杂质多的发酵氮源和碳源物质，使得发酵过程难以控制，极易造成发酵的不稳定性及分离提取的困难；而且该专利文献对菌体蛋白的处理方法采用了浓度较高的盐酸，容易对氨基酸造成破坏，导致水解产物的营养价值较低。本研究继续对发酵培养基进行了进一步地探讨，旨在开发一种发酵效率高，后期分离谷氨酸相对容易的发酵培养基。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种清洁高效的氨基酸发酵培养基。本专利技术是通过如下技术方案来实现的。一种氨基酸发酵培养基，其包括发酵培养基A和发酵培养基B，所述发酵培养基A和发酵培养基B分开使用。优选地，所述氨基酸为谷氨酸。进一步地，所述发酵培养基B是在发酵培养基A的基础上添加肌醇和甘油。进一步地，所述发酵培养基A为：葡萄糖50g/L，Na2HPO4·12H2O2g/L，KCl1g/L，MgSO4·7H2O1g/L，MnSO4·H2O3mg/L，FeSO4·7H2O3mg/L，VB110mg/L，黄腐酸1mg/L，生物素7μg/L，菌体酶解液60ml/L。进一步地，所述发酵培养基B为：葡萄糖50g/L，Na2HPO4·12H2O2g/L，KCl1g/L，MgSO4·7H2O1g/L，MnSO4·H2O3mg/L，FeSO4·7H2O3mg/L，VB110mg/L，黄腐酸1mg/L，生物素7μg/L，菌体酶解液60ml/L，肌醇100mg/L，甘油500mg/L。进一步地，所述菌体酶解液的制备方法为：取谷氨酸发酵液中的废弃菌体，干燥至水分含量小于5wt％的干菌体，用水稀释至干菌体浓度为40g/L，置于高速剪切机中以10000rpm的速度剪切120s，得到菌悬液，往菌悬液中添加相同体积的浓度为0.8mol/L的盐酸溶液，混匀，在95℃下处理1h，之后添加胰蛋白酶进行水解，然后陶瓷膜过滤，收集滤液。优选地，所述陶瓷膜的截留分子量为10000Da。优选地，所述胰蛋白酶的水解条件为：pH为8、温度为37℃、水解时间为6h。优选地，所述的胰蛋白酶的酶活力为4000U/g，胰蛋白酶与底物的质量比为4%。与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：本专利技术依据不同阶段菌株产氨基酸的特点，将发酵培养基分为发酵培养基A和发酵培养基B，前后分开使用，减少发酵过程中副产物乙酸、乳酸等物质的产生，提高了发酵效率，并且氨基酸发酵液透明度高，杂质少，分离更为简易，后期更容易获得纯度高的产品；本方法以发酵菌体蛋白为原料，经胰蛋白酶水解后代作为有机氮源制成发酵培养基，原料来自发酵后遗留菌体，成本低廉，与用做饲料相比，蛋白效价更高，效益更好，可以直接降低工业成本，提高产品效益。通过添加菌体酶解液来替代玉米浆，可以减少发酵过程中色素含量高、容易起泡、溶氧效率低以及传质阻力大等问题，造成发酵效率下降。本专利技术在水解菌体中，利用高速剪切机剪切处理120s，能够大幅提高菌体破壁率，从而提高水解效率；本专利技术采用稀盐酸进行预处理，所用酸浓度较小，则酸对氨基酸破坏程度很小，继而采用温和的酶解方式，总游离氨基酸含量更高，从而能保留水解产物的营养价值。由于菌体酶解液中含有一定量的甲硫氨酸，因此培养基中无需添加甲硫氨酸，节省了原料开支。黄腐酸中含有大量酚羟基、羰基等基团，电解程度较高，能够促进谷氨酸合成过程中利用O2作为氢受体，进而减少丙酮酸作为氢受体，因此副产物乳酸和丙氨酸的生成量减少，进而提高谷氨酸的产量。菌体发酵中后期加入适量的肌醇，既可以强化CO2固定反应,削弱乙醛酸循环,保证三羧酸循环不被中断和源源不断供给α-酮戊二酸，通过还原氨基化反应，大量积累谷氨酸，提高发酵转化率；甘油提供碳骨架，促进氨基酸的合成，并且能够提高细胞膜通透性，促进氨基酸分泌到细胞外。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。实施例1一种氨基酸发酵培养基，其包括发酵培养基A和发酵培养基B，所述发酵培养基A和发酵培养基B分开使用，所述氨基酸为谷氨酸；所述发酵培养基B是在发酵培养基A的基础上添加肌醇和甘油；所述发酵培养基A为：葡萄糖50g/L，Na2HPO4·12H2O2g/L，KCl1g/L，MgSO4·7H2O1g/L，MnSO4·H2O3mg/L，FeSO4·7H2O3mg/L，VB110mg/L，黄腐酸1mg/L，生物素7μg/L，菌体酶解液60ml/L，在115℃下灭菌15min；所述发酵培养基B为：葡萄糖50g/L，Na2HPO4·12H2O2g/L，KCl1g/L，MgSO4·7H2O1g/L，MnSO4·H2O3mg/L，FeSO4·7H2O3mg/L，VB110mg/L，黄腐酸1mg/L，生物素7μg/L，菌体酶解液60ml/L，肌醇100mg/L，甘油500mg/L，在115℃下灭菌15min；所述菌体酶解液的制备方法为：取谷氨酸发酵液中的废弃菌体，干燥至水分含量小于5wt％的干菌体，用水稀释至干菌体浓度为40g/L，置于高速剪切机中以10000rpm的速度剪切120s，得到菌悬液，往菌悬液中添加相同体积的浓度为0.8mol/L的盐酸溶液，混匀，在95℃下处理1h，之后添加胰蛋白酶进行水解，然后陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基酸发酵培养基，其包括发酵培养基A和发酵培养基B， 所述发酵培养基A和发酵培养基B分开使用。

【技术特征摘要】
1.一种氨基酸发酵培养基，其包括发酵培养基A和发酵培养基B，所述发酵培养基A和发酵培养基B分开使用。2.根据权利要求1所述的氨基酸发酵培养基，其特征在，所述氨基酸为谷氨酸。3.根据权利要求1所述的氨基酸发酵培养基，其特征在，所述发酵培养基B是在发酵培养基A的基础上添加肌醇和甘油。4.根据权利要求1所述的氨基酸发酵培养基，其特征在，所述发酵培养基A为：葡萄糖50g/L，Na2HPO4·12H2O2g/L，KCl1g/L，MgSO4·7H2O1g/L，MnSO4·H2O3mg/L，FeSO4·7H2O3mg/L，VB110mg/L，黄腐酸1mg/L，生物素7μg/L，菌体酶解液60ml/L。5.根据权利要求1所述的氨基酸发酵培养基，其特征在，所述发酵培养基B为：葡萄糖50g/L，Na2HPO4·12H2O2g/L，KCl1g/L，MgSO4·7H2O1g/L，MnSO4·H2O3mg/L，FeSO4·7H2O3mg/L，V...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德衡，赵兰坤，徐庆阳，张建华，刘元涛，赵春晓，曹博超，
申请(专利权)人：呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司，天津科技大学，江南大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15