一种制备自给自足发酵培养基的方法技术

一种从可再生原料中制备自给自足发酵培养基，用于代谢物生产的方法，它包括： －从由小麦、豌豆、和土豆的可溶物，优选的是小麦可溶物的组中选择出可再生原料， －处理所述可再生原料，以从中那里释放出可直接被微生物吸收的碳和氮源， －回收由此获得的自给自足发酵培养基。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从可再生原料中制备自给自足发酵培养基的方法。更准确地，本专利技术涉及一种处理可再生原料的特殊方法，这样可将其直接用于发酵以直接生产代谢物。在本专利技术中，“可再生原料”这种表述可以被理解成廉价的、未精练的、通常是无毒的，并且实氮和碳源的食品工业废料。更具体地，它还包括淀粉工业的副产物，更进一步地，还可以是小麦、豌豆、土豆淀粉工业的副产物。“自给自足发酵培养基”这种表述也可以被理解成包含了所有微生物的生长所必需的营养素，并且对于生产所需的理想代谢物是必须和充足的，而不需要另外添加任何营养添加剂。依照本专利技术的专利技术目的，“代谢物”可以被理解为通过碳源的发酵途径得到的转换产物，碳源被微生物直接吸收。它们将是选自有机酸和氨基酸中的有利的代谢物，并且优选的有机酸可以是左旋乳酸、葡萄糖酸、柠檬酸，氨基酸可以是左旋赖氨酸或者左旋苏氨酸。通常认为对于生产理想代谢物的发酵，选择一种可再生原料作为基料，要靠它的实用性、费用和允许的高生产率的能力来确定。然而还认为，发酵培养基不但要包括添加矿物质和有机盐的碳源，还包括添加矿物和有机盐的氮源。发酵领域的专家认为“碳源”可以从诸如糖蜜、小麦、玉米、稻米、木薯或土豆淀粉水解物这样的可再生原料中获得，但是“直接同化碳源”是糖，糖是从所述碳源中提炼或提纯的，例如葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖和糊精。“氮源”或蛋白质营养素的例子是，它们的部分可以是酵母抽提物、玉米浆、原生浆、糖蜜蛋白质、肉质提取物或者豆浆。然而通常优选的是酵母抽提物可以作为氮源使用，也可以作为维他命的添加物，以及矿物质的添加物。在大多情况下，由“直接同化氮源”，即葡萄糖或者果糖，以及酵母抽提物构成的发酵培养基，可以主要的用在大量的发酵上，这样的发酵可以引起有机酸的产生，例如乳酸、丙酸、葡萄糖和柠檬酸等等，本质上的氨基酸，例如赖氨酸或者其他的工业价值的代谢物。在WO98/54351的专利申请说明书中是这样的，例如描述了用来生产左旋赖氨酸的培养基制备方法，从包含蔗糖的组中选择出一种碳源，但是也有从各种各样的原料(例如玉米和小麦)中获得的糖蜜、淀粉和淀粉水解物，作为碳源。然而另外添加一种氮源就是必要的了，氮源从包含了酵母抽提物或者糖蜜、蛋白质、缩氨酸和氨基酸、玉米或者小麦的可溶物的组中选择出。在有机酸领域，这里选择出一个用在乳酸生产上的例子在美国专利5416020中描述了一种从乳清渗透物和乳清中生产左旋赖氨酸的方法，在这种方法中酵母抽提物在二价锰元素存在下、以同Lactobacillusdelbrueckii sub.bulgaricus ATCC55163的变形异种一起被添加，这样可以产生本质上的左旋赖氨酸。乳清渗透物实际上包括了75％到80％重量的乳糖，但不包括大尺寸的蛋白质，因此对微生物的生长必要的氮源就是缺乏的，因此，用酵母抽提物作为补充物就是必要的。补充的乳清基本上包含重量范围65％到75％的乳糖。然后酵母抽提物就可以提供具有营养物的发酵培养基，通过乳清渗透物和乳清本身提供的营养物不是充分的。—美国专利4467034中示出了以乳清作为的原料产生乳酸的可能性，它用了新型的Lactobacillus bulgaricus DSM 2129。乳清仍然要用氮源补充，即肉质提取物、玉米浆或者豆浆同时补充维他命和天然盐。在这些情况下，这些发酵培养基的使用需要依照氮/碳比率的络合剂化合，加上另外用在理想的微生物的有效的生产率的必要的附加物。这些介质也被用在生物质的生产上(例如用在制备乳酸酵母)，但由于考虑到微生物新陈代谢的需要，也显示出了同样的困难。然而，此外还认为这些介质具有不可推断出的工业规模生产这些所需的相同代谢物的缺陷(根据它们的组成难于有标准的介质和随后的净化步骤所致的附加成本)。前述内容的结论是一个没有令人满意的简单、有效的方法，该方法使不必使用繁琐的、大量的、昂贵的步骤而制备一种发酵培养基，发酵培养基的碳源和氮源在这种水平上的选择和结合成可以生产出适合想要发酵的平衡发酵培养基。期望研究出一种方法，它比已经存在的这些方法在实际应用中有更好的反映，申请人的公司已经发现通过直接从可再生原料中制备自给自足发酵培养基的方法可以达到这个目标。更具体地说，依照申请人的公司的专利技术描述的方法能从可再生原料中制备出可产生代谢物的发酵培养基，该方法的特征在于—从由小麦、豌豆、和土豆的可溶物，优选的是小麦可溶物的组中选择出可再生原料，—处理所述可再生原料以从中释放出可直接被微生物吸收的碳源和氮源，—回收由此获得的自给自足发酵培养基。因此，依照本专利技术方法的第一步骤包括从包含小麦、豌豆、和土豆的可溶物，优选的是小麦可溶物的组中选择出可再生原料。申请人的公司已经克服了技术上的偏见，该偏见认为主要从碳源和氮源的单独来源中制备发酵培养基时，必须重新构成复合的发酵培养基，还必须添加维他命、增长因子和痕量元素。上面已经说到，实际上通常认为在该
中，利用一种复合的发酵培养基，可以生产出具有好产量和产率的所需代谢物。然而，这种情形伴生一种特别的重要缺陷，它包括高费用和调整其达到生产微生物要求的困难。经过大量长期和艰苦的学习研究，申请人的公司已经发现在可再生的原料中，更进一步地说在小麦、豌豆和土豆淀粉工业的剩余物中，适合实际应用需要的发酵培养基。更进一步地，这里又一次克服了另一个技术缺陷，申请人的公司已经发现可再生的原料可从包含了小麦、豌豆和土豆的可溶物的组中方便地选择出，然而一般认为这些可溶物仅仅作为用来构成发酵培养基的氮源。依照申请人的公司的专利技术，已经发现这些可溶物可以直接使用，经过处理后，不但作为一种氮源，而且作为碳和微量元素的独特的来源，或者甚至是维他命来源，这对于通过一种理想的微生物的发酵是必需和足够的。例如小麦的可溶物可以从小麦“B”淀粉的分离流中获得，小麦“B”淀粉的分离流在湿小麦淀粉磨制过程中从分离淀粉中获得。B淀粉或者第二种淀粉是基本上由小淀粉颗粒或者被损坏颗粒的占主要比例的淀粉所构成。除了这种B淀粉，我们知道小麦的可溶物也包括不可忽略量的高分子量蛋白质，该蛋白质能够构成用在重要的微生物中的蛋白质来源。至于土豆的可溶物，它们可以通过回收可溶物部分而得到，此可溶物部分从粉碎的土豆中在起始阶段提取的淀粉中获得。豌豆的可溶物由豌豆的浸渍水产生，并且在粉碎和分离豌豆的各种组成之前被回收。因此依照本专利技术的方法的第二步骤包括处理所述的可再生原料，以从中释放出可被微生物直接吸收的碳源和氮源。这里的可再生原料除了包括作为氮源的缩氨酸和游离氨基酸外，还包括作为碳源或者葡萄糖来源的淀粉，而且包括高分子量的蛋白质。然而，一些可以直接吸收淀粉或者高分子量蛋白质的微生物是可以接受的，因为它们具有对它们的生长和生产理想代谢物起到衰减作用所必需的酶结构。对于其他的微生物，需要把它们置于经过处理的碳源和氮源下，以便于被直接吸收。因此这些处理要适应理想的微生物的生理机能要求。在依照本专利技术的方法中的第一具体实施例中，例如对于微生物，缺乏的淀粉酶、通过对所述的可溶物加热到至少60℃，用α酶和葡萄糖淀粉酶和随意的使用一种酶进行处理，该酶能够降解从具有半纤维素酶、果酸酶和木聚糖酶的组中选择出的植物来源的体壁的多糖，则可发酵的糖可以方便的从可溶物中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：C·富阿什，L·西格尔哈，
申请(专利权)人：罗凯脱兄弟公司，
类型：发明
国别省市：