一种活化菌株发酵生产L‑丙氨酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种活化菌株发酵生产L‑丙氨酸的方法，属于生物技术领域，本发明专利技术通过诱变活化菌株生产L‑丙氨酸，主要包括菌体活化、温料双控发酵培养和产物的提取；本发明专利技术所用的原材料葡萄糖属于可再生纯天然资源，来源广泛，价格低廉，且厌氧发酵减少了动力消耗，降低了生产成本；提纯过程中使用改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离过滤去除杂质，并经过纳滤膜进一步过滤滤液，保证了产品质量，适合规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法
本专利技术属于生物
，具体涉及一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法。
技术介绍
L-丙氨酸是组成蛋白质的氨基酸之一，虽然为人体非必须氨基酸，但却是人体血液中含量最高的氨基酸，在医药、高分子材料、食品等领域具有广泛的用途。在医药领域：L-丙氨酸作为医药中间体，是生产维生素B6及L-氨基丙醇的主要原料；与糖代谢密切相关，在转氨反应中是主要的氨基供体，具有重要的生理功能，在临床上常添加到输液中；另外，L-丙氨酸还是一种很好的利尿药。在高分子材料领域：近年来发现聚乳酸中添加L-丙氨酸可有效提高聚乳酸的性能。在食品领域：L-丙氨酸具有独特的改善风味的效果，与其他氨基酸配合能加强食品和饮料的风味；添加L-丙氨酸可以明显提高食品和饮料中蛋白质的利用率；还可以改善有机酸的酸味，越来越受到人们的欢迎和重视。目前，L-丙氨酸的主要工业化生产方法就是酶法转化，即通过富有L-天冬氨酸-β-脱羧酶活力的微生物细胞催化L-天冬氨酸而得到。酶法转化工艺的特点是酶活力高，设备投资小，提取工艺简单，但其主要原材料L-天冬氨酸价格较贵，造成其生产成本较高。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，通过诱变活化菌株生产L-丙氨酸。为达到上述目的，本专利技术提出一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法包括菌体活化、温料双控发酵培养和产物提取。上述活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，包括以下步骤：(1)菌体活化选用黄色短杆菌，置于斜面培养基中，25～32℃的温度条件下培养至对数生长期，冷却至20～25℃，加入等离子体，在紫外灯照射下进行菌体诱变，得到活化黄色短杆菌；(2)温料双控发酵培养将步骤(1)得到的活化黄色短杆菌，置于发酵培养基中，培养温度为35～40℃，培养pH值为6.85～7.10，培养至发酵培养基中糖分≤0.01％，停止发酵培养；(3)产物提取将步骤(2)所得混合液经过改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离提纯，清洗，干燥，即得L-丙氨酸。上述菌体活化，是采用添加0.1～0.2％的等离子氮，在转动搅拌的条件下紫外线照射25～45s，进行黄色短杆菌的活化。上述温料双控发酵培养，是采用1～10％的尿素与氨水作为氮源，在发酵培养基中添加尿素作为底物氮源，发酵过程中通过滴加氨水调节发酵的pH值作为滴加氮源。上述温料双控发酵培养，在35℃条件下培养5h，升温至38～40℃，培养至发酵培养基中糖分≤0.01％。上述产物提取，待发酵结束，取出发酵液经过改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离，得到滤液，为提高产物纯度，再通过纳滤膜进一步过滤滤液，取的滤液，在低温真空下，干燥，结晶，离心，即得产品。本专利技术有益效果是:本专利技术黄色短杆菌为菌源，采用等离子氮注入和紫外线照射协同作用法诱变处理菌体，用该突变株以葡萄糖等糖类物质为底物，在35～40℃，pH6.85～7.10厌氧条件下发酵生产L-丙氨酸。选择黄色短杆菌作为出发菌株，因为该菌种兼性厌氧，会大大提高正突变和发酵培养目标物的效率；所用的原材料葡萄糖属于可再生纯天然资源，来源广泛，价格低廉，且厌氧发酵减少了动力消耗，降低了生产成本；提纯过程中使用改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离过滤去除杂质，并经过纳滤膜进一步过滤滤液，保证了产品质量，适合规模工业化生产；采用的等离子紫外诱变法具有突变谱广、死亡率低、正突变率高、性状稳定等优点。具体实施方式通过对实施例的进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本专利技术提出一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法包括菌体活化、温料双控发酵培养和产物提取。上述活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，包括以下步骤：(1)菌体活化选用黄色短杆菌，置于斜面培养基中，25～32℃的温度条件下培养至对数生长期，冷却至20～25℃，加入0.1～0.2％的等离子氮，在转动搅拌的条件下紫外线照射25～45s，进行黄色短杆菌的活化，得到活化黄色短杆菌；(2)温料双控发酵培养将步骤(1)得到的活化黄色短杆菌，置于发酵培养基中，培养温度为35～40℃，培养pH值为6.85～7.10，培养至发酵培养基中糖分≤0.01％，停止发酵培养；(3)产物提取待发酵结束，取出发酵液经过改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离，得到滤液，为提高产物纯度，再通过纳滤膜进一步过滤滤液，取的滤液，在低温真空下，干燥，结晶，离心，即得产品。上述温料双控发酵培养，是采用1～10％的尿素与氨水作为氮源，在发酵培养基中添加尿素作为底物氮源，发酵过程中通过滴加氨水调节发酵的pH值作为滴加氮源。上述温料双控发酵培养，在35℃条件下培养5h，升温至38～40℃，培养至发酵培养基中糖分≤0.01％。实施例一在具体实施方式的基础上，本实施的活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法包括以下步骤：(1)菌体活化选用黄色短杆菌，置于斜面培养基中，28℃的温度条件下培养至对数生长期，冷却至20℃，加入0.2％的等离子氮，在200rad/s转动搅拌的条件下紫外线照射35s，进行黄色短杆菌的活化，得到活化黄色短杆菌；(2)温料双控发酵培养将步骤(1)得到的活化黄色短杆菌，以0.5％的接菌量置于发酵培养基中，培养温度为35℃，培养5h后，升温至40℃，继续培养至发酵培养基中糖分≤0.01％，停止发酵培养，发酵过程滴加氨水保持发酵培养的pH值为7.0±0.5；(3)产物提取待发酵结束，取出发酵液经过改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离，得到滤液，为提高产物纯度，再通过纳滤膜进一步过滤滤液，取的滤液，在0℃,100Pa的条件下干燥，结晶，离心，即得产品。本实施例采用的斜面培养基包括以下组成成分：蛋白胨1％，酵母提取物0.5％，乙酸钠0.5％，吐温800.1％，七水硫酸镁0.02％，碳酸钙2％，牛肉膏1％，葡萄糖1％，柠檬酸二胺0.2％，磷酸氢二钾0.2％，七水硫酸锰0.005％，琼脂2％，氨水1.075％，碳酸钠0.4％，无菌水90％。本实施例采用发酵培养基包括以下组成成分：葡萄糖6％，磷酸二氢钾0.2％，磷酸氢二钾1.2％，无水硫酸镁0.02％，尿素2.85％，无菌水90％。本实施例得到的L-丙氨酸的产量为85g/l，产品为白色粉末状。实施例二在具体实施方式的基础上，本实施的活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法包括以下步骤：(1)菌体活化选用黄色短杆菌，置于斜面培养基中，32℃的温度条件下培养至对数生长期，冷却至25℃，加入0.1％的等离子氮，在200rad/s转动搅拌的条件下紫外线照射40s，进行黄色短杆菌的活化，得到活化黄色短杆菌；(2)温料双控发酵培养将步骤(1)得到的活化黄色短杆菌，以0.5％的接菌量置于发酵培养基中，培养温度为35℃，培养5h后，升温至38℃，继续培养至发酵培养基中糖分≤0.01％，停止发酵培养，发酵过程滴加氨水保持发酵培养的pH值为7.0±0.5；(3)产物提取待发酵结束，取出发酵液经过改性陶瓷粒或大孔柱状硅胶进行分离，得到滤液，为提高产物纯度，再通过纳滤膜进一步过滤滤液，取的滤液，在0℃,100Pa的条件下干燥，结晶，离心，即得产品。本实施例采用的斜面培养基包括以下组成成分：蛋白胨1％，酵母提取物0.5％，乙酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活化菌株发酵生产L‑丙氨酸的方法，其特征在于：包括菌体活化、温料双控发酵培养、产物提取。

【技术特征摘要】
1.一种活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，其特征在于：包括菌体活化、温料双控发酵培养、产物提取。2.根据权利要求1所述的活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，其特征在于，所述活化菌株发酵生产L-丙氨酸的方法，包括以下步骤：(1)菌体活化选用黄色短杆菌，置于斜面培养基中，25～32℃的温度条件下培养至对数生长期，冷却至20～25℃，加入等离子体，在紫外灯照射下进行菌体诱变，得到活化黄色短杆菌；(2)温料双控发酵培养将步骤(1)得到的活化黄色短杆菌，置于发酵培养基中，培养温度为35～40℃，培养pH值为6.85～7.10，培养至发酵培养基中糖分≤0.01％，停止发酵培养；(3)产物提取将步骤(2)所得混合液...

【专利技术属性】
技术研发人员：束震，郭强，曾卫国，傅叶强，李露蕾，
申请(专利权)人：安徽旭辰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34