一种利用谷壳发酵生产L-色氨酸的方法及应用技术

本发明专利技术公开了利用谷壳发酵生产L‑色氨酸的方法及应用，涉及生物制品相关技术领域，本发明专利技术谷壳发酵生产L‑色氨酸原料组分包括：谷壳、小米、花豆、发酵酵母、磷酸缓冲溶液、0.05‑0.2％氯化钠溶液、大豆豆饼、酵母膏、蛋白胨、水；本发明专利技术谷壳发酵生产L‑色氨酸的方法，增加了制备L‑色氨酸来源的途径，且谷壳来源丰富，天然，原料易得等，增加了谷壳高价值利用；且发酵结束后的离心沉淀膏可用于饲养家禽物料、农业种植肥料、工业烟草中香烟的添加香料、化工领域涂料原料等，本方法得到谷氨酸同时且增加酸枣仁发酵后物料用途。

【技术实现步骤摘要】
一种利用谷壳发酵生产L-色氨酸的方法及应用
：本专利技术涉及生物制品相关
，具体涉及一种利用谷壳发酵生产L-色氨酸的方法及应用。
技术介绍
：谷壳又名稻子壳，稻谷外面的一层壳。研究解决稻壳的合理利用，变废为宝，是摆在我们面前的一项意义重大的任务。稻壳富含纤维素、木质素、二氧化硅；脂肪和蛋白质含量极低。稻壳最为显著的特点是高灰分和高硅石含量，具有良好的韧性、多孔性、低密度以及质地粗糙等。在现实生活中稻壳经常扔了或埋藏收集后作为农家肥料用于农作物的生长需要，但是在现实生活中稻壳均没有得到良好的应用。L-色氨酸又名α-氨基吲哚基丙酸，分子式:C11H12N2O2，结构式白色至黄白色晶体或结晶性粉末。无臭或微臭，长时间光照则着色。与酸在暗处加热较稳定。与其他氨基酸、糖类、醛类共存时极易分解。用作食品强化剂、抗氧剂。也用于医药等方面。由吲哚醛合成而得。也可由胰蛋白酶分解、合成制取。L-色氨酸的制备方法有蛋白质水解法、化学合成法、酶促转化法、微生物发酵法；其中微生物发酵法包括直接发酵法和添加前体发酵法。直接发酵法是以葡萄糖、甘蔗糖蜜等廉价原料为碳源，利用优良的色氨酸生产菌株，在合适的发酵条件下，直接发酵生产色氨酸。该法又称为微生物转化法，它是使用葡萄糖作为碳源，同时添加合成色氨酸所需的前体物(如邻氨基苯甲酸、吲哚、L-丝氨酸等)，利用微生物的色氨酸合成酶系转化前体来合成L-色氨酸。在现有
中，CN201510484456.4公开L-色氨酸的发酵生产方法，在该申请中其是利用保藏编号为CICC10303的大肠杆菌基因工程菌作为发酵菌株，以木薯为原料制得的葡萄糖液作为发酵培养基中的碳源以及补料时流加的糖液，在一定条件下进行补料批式发酵生产L-色氨酸。本专利技术通过控制培养基组成及发酵条件，使色氨酸产量达到了40g/L，利用木薯制备葡萄糖液，大大降低了生产成本，通过连续流加葡萄糖液，使培养基中葡萄糖含量基本保持恒定，从而提高发酵产酸水平和糖酸转化率，适合于大规模发酵生产L-色氨酸。
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利用谷壳发酵生产L-色氨酸的方法及应用。本方法中原材料来源丰富，制备廉价，制备方法简单，且通过新方法增加L-色氨酸的来源。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种利用谷壳发酵生产L-色氨酸的方法，谷壳发酵生产L-色氨酸原料组分包括：谷壳35-55份、小米9-20份、花豆5-9份、发酵酵母10-18份、磷酸缓冲溶液10-19份、0.05-0.2％氯化钠溶液20-35份、大豆豆饼12-20份、酵母膏12-19份、蛋白胨9-20份、水30-50份。优选的谷壳发酵生产L-色氨酸原料组分包括：谷壳40份、小米15份、花豆9份、发酵酵母12份、磷酸缓冲溶液13份、0.05-0.2％氯化钠溶液25份、大豆豆饼14份、酵母膏13份、蛋白胨13份、水35份。谷壳发酵生产L-色氨酸的方法包括如下步骤：(1)选取优质谷壳，去除腐烂等谷壳，后将谷壳投入粉碎机中粉碎成粉末状待用；(2)后向谷壳粉中加入水，将谷壳粉溶解成浓稠液体，并向浓稠液体中加入50％的酵母膏成为浓稠液体溶液；(3)后将浓稠液体溶液置于摇床中300-500rpm/min，强阳光下暴晒3-4天自然发酵，待浓稠液体溶液表面出现气泡即可；(4)后将步骤3发酵液体投入发酵罐中，并向发酵罐加入1/2-2/3体积水进行高温高压蒸汽灭菌，灭菌15-20min；(5)待发酵罐液体自然降温至室温后，在无菌环境下向发酵罐中加入熟化小米和花豆粉及磷酸缓冲溶液、0.05-0.2％氯化钠溶液、大豆豆饼、酵母膏、蛋白胨混合物料，同时加入10-15％的发酵酵母进行发酵5-7d。(6)待发酵结束将发酵液离心去沉淀留上清液并经过纯化、结晶即得到L-色氨酸。其中所述步骤1谷壳粉碎成粉末粒径在0.5-10μm。其中所述步骤4发酵罐灭菌条件为119-121.3℃，100-103.4kpa，灭菌15-20min。其中所述步骤5熟化小米和花豆粉的制备方法为：将洁净的小米和花豆投入粉碎机，粉碎成5-10μm的颗粒粉末，后将小米和花豆粉置于炒锅中，90-100℃加热15-20min，待小米和花豆粉加热散发出香气即可，后向小米和花豆粉中加入水成为溶液，并置于锅中98-100℃加热30-45min。其中所述步骤5混合物料的制备方法为：向酵母膏、蛋白胨加入水，待加热溶解直至酵母膏、蛋白胨完全溶解，后向溶液中加入磷酸缓冲溶液、0.05-0.2％氯化钠溶液、大豆豆饼，并将混合物料混合均匀，后将混合物料进行高温高压灭菌后无菌保存待用。其中所述混合物料高温高压灭菌条件为119-121.3℃，100-103.4kpa，灭菌15-20min。其中所述步骤5发酵5-7天中，在第3或4天补入混合物料以供足发酵。其中所述发酵为兼性需氧型发酵，供氧量为20-30％，Ph为5.5-6.5，搅拌速度为400-800rpm/min，温度25-30℃。上述谷壳发酵生产L-色氨酸的方法增加L-色氨酸的生产方法，更充分开发利用了谷壳的价值，且发酵过程简单易行、投入经济成本低，发酵结束后的离心沉淀膏可用于饲养家禽物料、农业种植肥料、工业烟草中香烟的添加香料、化工领域涂料原料等。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术谷壳发酵生产L-色氨酸的方法，增加了制备L-色氨酸来源的途径，且谷壳来源丰富，天然，原料易得等，且发酵过程用水少、减少水资源浪费，避免污水排放造成的大量水污染对环境危害；且增加了谷壳高价值利用。(2)本专利技术谷壳发酵生产L-色氨酸的方法中，发酵结束后的离心沉淀膏可用于饲养家禽物料、农业种植肥料、工业烟草中香烟的添加香料、化工领域涂料原料等，本方法得到L-色氨酸同时且增加谷壳发酵后物料用途。(3)本实验方法中使用市场用于发酵馒头的发酵酵母既可以，来源使用方便，不需要进行特定菌株保存，打破传统利用特定诱变菌株进行发酵生产的技术。附图说明：图1：发酵过程中L-色氨酸含量趋势图；具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1一种利用谷壳发酵生产L-色氨酸的方法，谷壳发酵生产L-色氨酸原料组分包括：谷壳40份、小米15份、花豆9份、发酵酵母12份、磷酸缓冲溶液13份、0.05-0.2％氯化钠溶液25份、大豆豆饼14份、酵母膏13份、蛋白胨13份、水35份。谷壳发酵生产L-色氨酸的方法包括如下步骤：(1)选取优质谷壳，去除腐烂等谷壳，后将谷壳投入粉碎机中粉碎成粉末状待用；(2)后向谷壳粉中加入水，将谷壳粉溶解成浓稠液体，并向浓稠液体中加入50％的酵母膏成为浓稠液体溶液；(3)后将浓稠液体溶液置于摇床中350rpm/min，强阳光下暴晒4天自然发酵，待浓稠液体溶液表面出现气泡即可；(4)后将步骤3发酵液体投入发酵罐中，并向发酵罐加入2/3体积水进行高温高压蒸汽灭菌，灭菌20min；(5)待发酵罐液体自然降温至室温后，在无菌环境下向发酵罐中加入熟化小米和花豆粉及磷酸缓冲溶液、0.05-0.2％氯化钠溶液、大豆豆饼、酵母膏、蛋白胨混合物料，同时加入10％的发酵酵母进行发酵7d。(6)待发酵结束将发酵液离心去沉淀留上清液并经过纯化、结晶即得到L-色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用谷壳发酵生产L‑色氨酸的方法，其特征在于，酸枣仁发酵生产谷氨酸原料组分包括：谷壳35‑55份、小米9‑20份、花豆5‑9份、发酵酵母10‑18份、磷酸缓冲溶液10‑19份、0.05‑0.2％氯化钠溶液20‑35份、大豆豆饼12‑20份、酵母膏12‑19份、蛋白胨9‑20份、水30‑50份。

【技术特征摘要】
1.一种利用谷壳发酵生产L-色氨酸的方法，其特征在于，酸枣仁发酵生产谷氨酸原料组分包括：谷壳35-55份、小米9-20份、花豆5-9份、发酵酵母10-18份、磷酸缓冲溶液10-19份、0.05-0.2％氯化钠溶液20-35份、大豆豆饼12-20份、酵母膏12-19份、蛋白胨9-20份、水30-50份。2.根据权利要求1所述的利用谷壳发酵生产L-色氨酸的方法，其特征在于：步骤如下：(1)选取优质谷壳，去除腐烂等谷壳，后将谷壳投入粉碎机中粉碎成粉末状待用；(2)后向谷壳粉中加入水，将谷壳粉溶解成浓稠液体，并向浓稠液体中加入50％的酵母膏成为浓稠液体溶液；(3)后将浓稠液体溶液置于摇床中300-500rpm/min，强阳光下暴晒3-4天自然发酵，待浓稠液体溶液表面出现气泡即可；(4)后将步骤3发酵液体投入发酵罐中，并向发酵罐加入1/2-2/3体积水进行高温高压蒸汽灭菌，灭菌15-20min；(5)待发酵罐液体自然降温至室温后，在无菌环境下向发酵罐中加入熟化小米和花豆粉及磷酸缓冲溶液、0.05-0.2％氯化钠溶液、大豆豆饼、酵母膏、蛋白胨混合物料，同时加入10-15％的发酵酵母进行发酵5-7d。(6)待发酵结束将发酵液离心去沉淀留上清液并经过纯化、结晶即得到L-色氨酸。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新宇，
申请(专利权)人：安徽省芬格欣生物药业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34