一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，在发酵生产过程中，使用磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基，发酵生产谷氨酸。本方法在发酵过程中，用磷酸替代发酵培养基的磷酸盐，之后再用碱性物质中和发酵培养的PH值，一方面可以克服磷酸盐完全溶于水需要的时间较长，容易造成发酵培养基的混合不均匀，缩短发酵培养基的配制时间，提高生产率；另一方面可以提高比产酸速率，促进菌体产酸，最终产酸水平得到了显著提升，可提高15％左右，提高了谷氨酸得率和糖酸转化率。

A method for the production of phosphoric acid biological element apply glutamic acid fermentation

The invention relates to a method for phosphate biotin and right amount of glutamic acid produced by fermentation, in the production process, using phosphoric acid instead of biotin and right amount of phosphate fermentation in preparation process of fermentation medium, the production of glutamic acid fermentation. The method in the fermentation process, the fermentation medium with phosphoric acid instead of phosphate, then after alkaline material neutralizing fermentation pH, one can overcome water soluble phosphate needs longer time, easy to cause the mixed fermentation of uneven shrinkage short fermentation culture medium preparation time, improve the productivity of the other; can improve the ratio of acid production rate, promote the acid producing bacteria, the final acid production level has been significantly improved, can be increased by about 15%, improves the yield of glutamic acid and sugar acid conversion rate.

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法
本专利技术属于生物物发酵工程
，尤其是一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法。
技术介绍
无机盐是微生物生命活动不可缺少的物质。谷氨酸发酵过程中需要磷、钾等营养元素，磷是无机盐中代谢过程中氧化磷酸化的主要元素，它也是核酸、磷脂、某些辅酶的组成成分；高能磷酸键在能量贮存与传递中起着重要的作用，磷酸盐还是一种重要的缓冲剂。在谷氨酸发酵中也不例外，磷含量的高低对其影响很大，磷浓度过高，菌体代谢有转向合成撷氨酸的倾向。磷浓度过低，菌体生长不好，表现为耗糖慢、残糖高，菌体生长缓慢。生产中经常使用磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)、磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)等磷酸盐提供磷元素；氯化钾(KCl)提供钾元素。目前，在生物素亚适量发酵生产谷氨酸的过程中，发酵培养基中常常添加磷酸盐进行制备，但是，使用磷酸盐制备发酵培养基存在如下缺点：一方面克服磷酸盐完全溶于水需要的时间较长，容易造成发酵培养基的混合不均匀，提高了发酵培养基的配制时间，降低了生产效率；另一方面比产酸速率较低，延长了发酵周期，菌体产酸较慢，提高了生产成本。通过检索，发现如下两篇与本专利申请相关的专利公开文献：1、一种高效发酵生产L-谷氨酸的方法(CN101402979A)，以生物素缺陷型菌株为生产菌株，以一些营养组分按一定比例配制成营养丰富且均衡的培养基作为发酵培养基，发酵过程中，通过调节发酵罐搅拌转速和风量将溶氧控制在适当的水平上，通过流加氨水控制pH，并通过流加一定浓度的葡萄糖溶液将残糖控制在较低水平，发酵32h停止。本专利技术在不增加任何额外设备和人力投入的情况下，缩短了整个发酵周期，并大幅提高了L-谷氨酸的产量(140g/L以上)和转化率(60％以上)，整个工艺过程操作简便，生产成本较低，十分适合于工业化生产。2、磷酸盐用量对谷氨酸发酵影响的研究(作者：刘利锋，于卫红，发酵科技通讯第36卷)，为了提高谷氨酸的产酸率,从培养基的配方中寻找突破口。首先从增加钾盐考虑，将磷酸氢二钾的用量由0.17％增加到0.20％。从试验结果看产酸低，原因是：整个发酵过程中,磷盐的多少与菌体变形及生长速度有很大的关系，磷盐多,菌体短而粗，自10～20h，菌体大量增殖，并且耗糖，最终导致耗脲少，产酸低，确定用16％的双酶糖的培养基中，用磷酸氢二钾0.14％的用量较好,其产酸率平稳，平均10.55％，转化率平稳且较高，平均65.95％。通过对比，本专利技术专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，该方法在发酵过程中，用磷酸替代发酵培养基的磷酸盐，之后再用碱性物质中和发酵培养的PH值，一方面可以克服磷酸盐完全溶于水需要的时间较长，容易造成发酵培养基的混合不均匀，缩短发酵培养基的配制时间，提高生产率；另一方面可以提高比产酸速率，促进菌体产酸，最终产酸水平得到了显著提升，可提高15％左右，提高了谷氨酸得率和糖酸转化率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，在发酵生产过程中，使用磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基，发酵生产谷氨酸。而且，磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基时，需利用碱性物质对发酵培养基进行中和，使发酵培养基的PH符合菌体生长要求。而且，以等摩尔当量的磷酸替代替发酵培养基中的磷酸盐，使用碱性物质对发酵培养基进行中和，使发酵培养基的PH符合菌体生长要求。而且，所述发酵培养基为：葡萄糖130～150g/L，玉米浆3.5～5g/L，糖蜜2.5～4g/L，MgSO4·7H2O0.6～0.9g/L，MnSO40.0025～0.005g/L，VB10.001～0.0025g/L，KCl2～3g/L，H3PO40.8～4g/L，用氢氧化钠中和磷酸使发酵培养基的pH为6.5～7.0。而且，所述发酵培养基为：葡萄糖130～150g/L，玉米浆3.5～5g/L，糖蜜2.5～4g/L，MgSO4·7H2O0.6～0.9g/L，MnSO40.0025～0.005g/L，VB10.001～0.0025g/L，KCl2～3g/L，H3PO40.8～4g/L，用碳酸钠中和磷酸使发酵培养基的pH为6.5～7.0。而且，所述发酵培养基为：葡萄糖130～150g/L，玉米浆3.5～5g/L，糖蜜2.5～4g/L，MgSO4·7H2O0.6～0.9g/L，MnSO40.0025～0.005g/L，VB10.001～0.0025g/L，KCl2～3g/L，H3PO40.8～4g/L，用氨水中和磷酸使发酵培养基的pH为6.5～7.0。而且，所述发酵培养基为：葡萄糖130～150g/L，玉米浆3.5～5g/L，糖蜜2.5～4g/L，MgSO4·7H2O0.6～0.9g/L，MnSO40.0025～0.005g/L，VB10.001～0.0025g/L，KCl2～3g/L，H3PO40.8～4g/L，用氢氧化钾中和磷酸使发酵培养基的pH为6.5～7.0。而且，步骤如下：⑴配料：按照配比，将各种原料称量好，溶解完全配制成发酵培养基；⑵灭菌：将配好的发酵培养基灭菌，温度108～110℃，维持时间8～10分钟，灭菌好的发酵培养基在发酵罐内降温至33℃等待接种；⑶将OD值为0.7～1.0的生物素缺陷型谷氨酸生产菌株的种子培养液按种子培养液：发酵培养基的体积比为0.05～0.2：1的比例接入发酵培养基中；发酵温度控制在32～40℃；补充氮源至pH为6.5～7.5，控制通气量为0.1～0.5vvm；发酵周期为32h，即得谷氨酸。而且，所述生物素缺陷型谷氨酸生产菌株的种子培养液的制备步骤如下：⑴将一环斜面培养基上的生物素缺陷型谷氨酸生产菌株接入己灭菌的种子培养基中，30～35℃振荡培养6～10h，得OD值为0.6～0.8的菌株活化液；⑵将菌株活化液按体积比为7％～15％的比例接入种子培养基中，30～35℃振荡培养6～10h，得OD值为0.7～1.0的生物素缺陷型谷氨酸生产菌株的种子培养液。而且，所述生物素缺陷型谷氨酸生产菌株为天津短杆菌(Brevibacteriumtianjinese)S9114、CM415。本专利技术取得的优点和积极效果是：1、本专利技术方法在发酵过程中，用磷酸替代发酵培养基的磷酸盐，之后再用碱性物质中和发酵培养的PH值，一方面可以克服磷酸盐完全溶于水需要的时间较长，容易造成发酵培养基的混合不均匀，缩短发酵培养基的配制时间，提高生产率；另一方面可以提高比产酸速率，促进菌体产酸，最终产酸水平得到了显著提升，可提高15％左右，提高了谷氨酸得率和糖酸转化率。2、本专利技术方法在与现有生产工艺相比不增加任何额外设备和人力投入的情况下，大幅提高了L-谷氨酸的产酸率(150g/L以上)和转化率(68％以上)，整个工艺过程操作简便，生产成本较低，十分适合于工业化生产。3、本专利技术方法操作方便，有利于降低谷氨酸的发酵成本，提高谷氨酸产酸率和糖酸转化率，具有广阔的工业应用前景。4、本方法通过工艺革新，适当调节发酵液的原料配比，用等摩尔磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，其特征在于：在发酵生产过程中，使用磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基，发酵生产谷氨酸。

【技术特征摘要】
1.一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，其特征在于：在发酵生产过程中，使用磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基，发酵生产谷氨酸。2.根据权利要求1所述的磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，其特征在于：磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基时，需利用碱性物质对发酵培养基进行中和，使发酵培养基的PH符合菌体生长要求。3.根据权利要求2所述的磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，其特征在于：以等摩尔当量的磷酸替代替发酵培养基中的磷酸盐，使用碱性物质对发酵培养基进行中和，使发酵培养基的PH符合菌体生长要求。4.根据权利要求3所述的磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，其特征在于：所述发酵培养基为：葡萄糖130～150g/L，玉米浆3.5～5g/L，糖蜜2.5～4g/L，MgSO4·7H2O0.6～0.9g/L，MnSO40.0025～0.005g/L，VB10.001～0.0025g/L，KCl2～3g/L，H3PO40.8～4g/L，用氢氧化钠中和磷酸使发酵培养基的pH为6.5～7.0。5.根据权利要求3所述的磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，其特征在于：所述发酵培养基为：葡萄糖130～150g/L，玉米浆3.5～5g/L，糖蜜2.5～4g/L，MgSO4·7H2O0.6～0.9g/L，MnSO40.0025～0.005g/L，VB10.001～0.0025g/L，KCl2～3g/L，H3PO40.8～4g/L，用碳酸钠中和磷酸使发酵培养基的pH为6.5～7.0。6.根据权利要求3所述的磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，其特征在于：所述发酵培养基为：葡萄糖130～150g/L，玉米浆3.5～5g/L，糖蜜2.5～4g/L，MgSO4·7H2O0.6～0.9g/L，MnSO40.0025～0.005g/L，VB10.001～0.0025g/L，KCl2～3g/L，H3P...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟毅，王兰刚，韩隽，李辉，王林，曹宝泉，王振，王胜，
申请(专利权)人：中粮生化能源龙江有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23