一种L-赖氨酸的发酵方法技术

本发明专利技术涉及发酵领域，特别涉及一种L-赖氨酸的发酵方法。本发明专利技术的发酵方法，包括以下步骤：将赖氨酸摇瓶种子接入赖氨酸一级种子培养基培养成熟后，再接入赖氨酸二级种子培养基培养，待达到赖氨酸二级种子成熟标准后，接入赖氨酸发酵培养基，在流加碳源和氮源的条件下，进行发酵培养至发酵终点；所述赖氨酸一级种子培养基、赖氨酸二级种子培养基和赖氨酸发酵培养基中的氮源为氯化铵，发酵培养过程中流加的氮源为氯化铵溶液。本发明专利技术提供的L-赖氨酸的发酵方法够显著提高终点赖氨酸含量、总酸量和糖酸转化率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发酵领域，特别涉及一种L-赖氨酸的发酵方法。
技术介绍
L-赖氨酸为碱性必需氨基酸，同时也是人体和动物所不能合成的八种必需氨基酸中最重要的一种，故常称为第一限制性氨基酸。人体必需通过日常饮食和补品获得赖氨酸，但由于食物中赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏，造成赖氨酸缺乏。L-赖氨酸在医药工业、食品工业、畜牧饲料等领域都有着广泛的应用。在谷类为主的食品中添加一定量的L-赖氨酸，可提高其蛋白质的吸收率和营养价值；在饲料中添加L-赖氨酸能够提高饲料的利用率；在医药工业上，L-赖氨酸一般被用作氨基酸输液，可以作为治疗铅中毒的药物、利尿的辅助治疗剂、血栓预防剂。赖氨酸多是通过微生物发酵来制备，具体方法为将赖氨酸发酵菌种接种至发酵罐中，并根据发酵罐发酵液的碳源和氮源的残留量，添加碳源和氮源，以发酵产生赖氨酸。经检索发现，公开号为102533891A的专利技术专利公开了一种可提高终点赖氨酸含量、单罐供酸量和转化率，即提高赖氨酸产能的方法，所述方法具体包括将赖氨酸发酵菌种接入赖氨酸发酵培养基中，在流加碳源和流加氮源的条件下，进行发酵培养，在发酵培养15小时后，向发酵液中流加营养盐，所述营养盐包括氯化钾、硫酸镁和硫酸锰。中国专利CN101104863A公开了一种赖氨酸发酵的方法，该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养9-11小时后移到二级种子罐，种量为0.2-0.3％，培养温度为38-40℃，培养时间为15-17小时后移入三级种子罐，种量5-6％，培养9-11小时后移入发酵罐中进行发酵，在发酵罐接种后，连续流加糖、流加有机氮源，种量为14-18％，发酵底糖含量。但目前赖氨酸制备方法的终点赖氨酸含量、总酸量和糖酸转化率低，生产成本居高不下。因此，需要开发一种新型的赖氨酸的制备方法，以提高赖氨酸的发酵效率，降低赖氨酸的生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种L-赖氨酸的发酵方法。为达到上述的目的，采用如下的技术方案：一种L-赖氨酸的发酵方法，包括以下步骤：将赖氨酸摇瓶种子接入赖氨酸一级种子培养基培养成熟后，再接入赖氨酸二级种子培养基培养，待达到赖氨酸二级种子成熟标准后，接入赖氨酸发酵培养基，在流加碳源和氮源的条件下，进行发酵培养至发酵终点；所述赖氨酸一级种子培养基、赖氨酸二级种子培养基和赖氨酸发酵培养基中的氮源为氯化铵，发酵培养过程中流加的氮源为氯化铵溶液。本专利技术中的赖氨酸摇瓶种子选自产赖氨酸大肠杆菌摇瓶种子、产赖氨酸黄色短杆菌摇瓶种子、产赖氨酸谷氨酸棒杆菌摇瓶种子中的一种或几种。本专利技术的中的碳源选用现有技术中的所有碳源，例如木薯液化液、玉米液化液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液、果糖溶液。优选的，以葡萄糖溶液作为碳源。更优选的，以质量体积浓度为50-60％葡萄糖溶液作为碳源。具体的，本专利技术L-赖氨酸的发酵方法包括以下步骤：(1)赖氨酸摇瓶种子接入赖氨酸一级种子培养基在一级种子罐中培养，一级种子罐中氯化铵的初始浓度为8-12g/L，当一级种子液中总糖浓度下降至8-15g/L时，停止培养，得成熟赖氨酸一级种子液；(2)将成熟赖氨酸一级种子液接入赖氨酸二级种子培养基在二级种子罐中培养，二级种子罐中氯化铵的初始浓度为10-15g/L，当二级种子液中还原糖浓度下降至5-8g/L时，停止培养，得成熟赖氨酸二级种子液；(3)将成熟赖氨酸二级种子液接入赖氨酸发酵培养基中，在流加葡萄糖溶液和氯化铵溶液的条件下，在发酵罐中发酵培养，发酵罐中的氯化铵初始浓度为9-14g/L，培养40-44小时，得L-赖氨酸。本专利技术根据发酵后期不产酸或者产酸较慢来判断发酵终点，培养40-44小时可以达到发酵终点，优选培养42小时。具体的，步骤(3)中流加葡萄糖溶液和氯化铵溶液的方法为：发酵培养过程中每2-4h取样测发酵液的还原糖浓度和氨氮浓度，当发酵液中的还原糖浓度下降至4-8g/L时，开始流加质量体积比为50-60％葡萄糖溶液并维持发酵液的还原糖浓度为4-8g/L，当发酵液中的氨氮浓度下降为1-2g/L时，开始流加质量体积比为25-28％氯化铵溶液并维持发酵液中的氨氮浓度为1-2g/L。优选的，流加流加质量体积比为28％的氯化铵溶液。上述L-赖氨酸的发酵方法中，总糖浓度、还原糖浓度、氨氮浓度的测定为本领域常规的技术手段，本专利技术对此不作限定。更具体的，本专利技术的L-赖氨酸的发酵方法中，步骤(1)赖氨酸摇瓶种子的接种量为赖氨酸一级培养基体积的1-3‰，培养过程中控制溶氧30％-50％。可采用如下的控制手段：温度35-37℃，罐压0.05-0.07Mpa，通风比1:0.4-1:0.6，搅拌300-350rpm，pH6.6-6.8。对赖氨酸一级种子培养基的灭菌处理可采用本领域常规的技术手段，本专利技术对此不作限定，例如可通水蒸气将培养基升温至121℃，灭菌20min。优选的，为了防止在较低pH情况下培养基物料会产生沉淀或不利于发酵的反应，在灭菌前用20％氢氧化钾调pH值为6.0-6.4。步骤(1)中赖氨酸一级种子培养基包括蔗糖20-40g/L，硫酸镁0.5-1.5g/L，磷酸二氢钾0.5-1.5g/L，氯化铵8-12g/L，酵母浸粉5-10g/L，苏氨酸0.4-0.6g/L，蛋氨酸0.4-0.6g/L，味精7-10g/L，丙酮酸钠0.5-0.8g/L。优选的，赖氨酸一级种子培养基包括蔗糖35g/L，硫酸镁0.7g/L，磷酸二氢钾0.7g/L，氯化铵11g/L，酵母浸粉7g/L，苏氨酸0.6g/L，蛋氨酸0.46g/L，味精7g/L，丙酮酸钠0.5g/L。本专利技术的L-赖氨酸的发酵方法中，步骤(2)成熟赖氨酸一级种子液的接种量为赖氨酸二级培养基体积的2-5％，培养过程中控制溶氧30％-50％。可采用如下的控制手段：温度35-37℃，罐压0.05-0.07Mpa，通风比1:0.4-1:0.6，搅拌300-350rpm，pH6.6-6.8。对赖氨酸二级种子培养基的灭菌处理可采用本领域常规的技术手段，本专利技术对此不作限定，例如可通水蒸气将培养基升温至121℃，灭菌20min。优选的，在灭菌前用氨水调pH值为6.0-6.4。步骤(2)中赖氨酸二级种子培养基包括葡萄糖60-80g/L，硫酸镁0.5-1.5g/L，磷酸二氢钾0.5-1.5g/L，氯化铵10-15g/L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种L‑赖氨酸的发酵方法，包括以下步骤：将赖氨酸摇瓶种子接入赖氨酸一级种子培养基培养成熟后，再接入赖氨酸二级种子培养基培养，待达到赖氨酸二级种子成熟标准后，接入赖氨酸发酵培养基，在流加碳源和氮源的条件下，进行发酵培养至发酵终点；所述赖氨酸一级种子培养基、赖氨酸二级种子培养基和赖氨酸发酵培养基中的氮源为氯化铵，发酵培养过程中流加的氮源为氯化铵。

【技术特征摘要】
1.一种L-赖氨酸的发酵方法，包括以下步骤：将赖氨酸摇瓶种
子接入赖氨酸一级种子培养基培养成熟后，再接入赖氨酸二级种子培
养基培养，待达到赖氨酸二级种子成熟标准后，接入赖氨酸发酵培养
基，在流加碳源和氮源的条件下，进行发酵培养至发酵终点；所述赖
氨酸一级种子培养基、赖氨酸二级种子培养基和赖氨酸发酵培养基中
的氮源为氯化铵，发酵培养过程中流加的氮源为氯化铵。
2.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)赖氨酸一级种子培养：赖氨酸摇瓶种子接入赖氨酸一级种子培
养基在一级种子罐中培养，一级种子罐中氯化铵的初始浓度为
8-12g/L，当一级种子培养基中总糖浓度下降至8-15g/L时，停止培养，
得成熟赖氨酸一级种子液；
(2)赖氨酸二级种子培养：将成熟赖氨酸一级种子液接入赖氨酸二
级种子培养基在二级种子罐中培养，二级种子罐中氯化铵的初始浓度
为10-15g/L，当二级种子培养基中还原糖浓度下降至5-8g/L时，停
止培养，得成熟赖氨酸二级种子液；
(3)赖氨酸发酵培养：将成熟赖氨酸二级种子液接入赖氨酸发酵培
养基中，在流加葡萄糖溶液和氯化铵溶液的条件下，在发酵罐中发酵
培养，发酵罐中的氯化铵初始浓度为9-14g/L，培养40-44小时，得
L-赖氨酸。
3.根据权利要求1或2所述的发酵方法，其特征在于：赖氨酸
一级种子培养基包括蔗糖20-40g/L，硫酸镁0.5-1.5g/L，磷酸二氢钾
0.5-1.5g/L，氯化铵8-12g/L，酵母浸粉5-10g/L，苏氨酸0.4-0.6g/L，
蛋氨酸0.4-0.6g/L，味精7-10g/L，丙酮酸钠0.5-0.8g/L。
4.根据权利要求1或2所述的发酵方法，其特征在于：赖氨酸
二级种子培养基包括葡萄糖60-80g/L，硫酸镁0.5-1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚海涛，徐斌，杨为华，邓远德，张家泉，张雪锋，穆晓玲，
申请(专利权)人：安徽丰原发酵技术工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34