一种氨基葡萄糖的生产方法技术

本发明专利技术属于氨基葡萄糖生产领域，涉及一种氨基葡萄糖的生产方法，包括在氨基葡萄糖发酵过程中，在线监测发酵液中氧消耗速率、氧化还原电位、乙酸浓度、比二氧化碳释放率中的至少一者并分阶段将其数值控制在特定范围内。本发明专利技术提供的方法通过在线监测并控制发酵液中氧消耗速率、氧化还原电位、乙酸浓度、比二氧化碳释放率中的至少一者来反馈调控过程工艺参数，能够满足菌体生长需求，有效促进氨基葡萄糖代谢合成并提高转化率，所得发酵产物中氨基葡萄糖的含量和转化率均较高。

【技术实现步骤摘要】
一种氨基葡萄糖的生产方法
本专利技术属于氨基葡萄糖生产领域，具体涉及一种氨基葡萄糖的生产方法。
技术介绍
氨基葡萄糖是生物体内多种多糖的组成单位，应用领域广泛，它在临床上是治疗风湿性及类风湿性关节炎的药物，可以作为食品抗氧化剂、婴幼儿食品添加剂、糖尿病患者甜味剂，也可用于临床增强人体免疫系统的功能、抑制癌细胞或纤维细胞的过度生长，对癌症和恶性肿瘤起到了抑制和治疗作用，对于各种炎症能起到有效的治疗，对骨关节炎及关节疼痛也有治疗作用。目前生产氨基葡萄糖的方法主要有酸水解法、酶解法以及微生物发酵法。其中，酸水解法及酶解法生产氨基葡萄糖会对环境造成不利影响，生产效率低且存在过敏隐患。近年来微生物发酵法生产氨基葡萄糖得到了越来越多研究者的关注，但是微生物发酵法存在产量低、转化率低以及副产物多等现象，需要开发一种产量高、转化率高的发酵工艺来满足工业化生产。在以葡萄糖为碳源表达或合成产物时，会有很大一部分碳源用于合成一些副产物，例如乙酸，当乙酸浓度积累到一定程度时，对菌体的生长及产物合成影响较大，特别是以大肠杆菌作为生产菌株时，高浓度乙酸会产生严重的抑制作用。另外产生较多的副产物会明显降低产物的转化率。目前国内氨基葡萄糖发酵工艺主要通过限制补糖或以溶氧水平来反馈过程补料及工艺调控，该工艺控制存在滞后的问题，并且产物的产量及转化率不稳定，依据溶氧水平来反馈补料或者供氧调控容易造成补糖不足或者偏多、供氧调整偏高或者偏低的问题。补糖不足影响菌体生长，补糖过多导致菌体合成副产物增多，产物转化率低。供氧偏低影响菌体生长以及产物合成速率，供氧偏高导致菌体生长偏快，产物转化率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服采用现有的方法生产氨基葡萄糖存在产量及转化率低的问题，而提供一种能够提高产量和转化率的氨基葡萄糖的生产方法。本专利技术的专利技术人经过深入和广泛的研究之后发现，在氨基葡萄糖发酵过程中，发酵液中氧消耗速率、氧化还原电位、乙酸浓度、比二氧化碳释放率能够很好地反馈氨基葡萄糖发酵过程，通过在线监测以上四个参数中的至少一者并将其数值控制在特定范围之内，能够有效保证复杂的氨基葡萄糖发酵过程中菌体生长和代谢产物的一致性，达到稳定高产的发酵水平，工艺重现性好，且能够有效降低生产成本。基于此，完成了本专利技术。具体地，本专利技术提供了一种氨基葡萄糖的生产方法，其中，该方法包括在氨基葡萄糖发酵过程中，在线监测发酵液中氧消耗速率、氧化还原电位、乙酸浓度、比二氧化碳释放率中的至少一者并将其数值控制在以下范围内：氧消耗速率为10～150mmol/L·h，氧化还原电位为-300～50mV，乙酸浓度为0.1～20g/L，比二氧化碳释放率为0.05～0.8。优选地，所述氧消耗速率采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将氧消耗速率控制在10～90mmol/L·h；在发酵培养8～24h期间，将氧消耗速率控制在60～150mmol/L·h；在发酵培养24～40h期间，将氧消耗速率控制在70～120mmol/L·h；在发酵培养40h至发酵结束期间，将氧消耗速率控制在50～100mmol/L·h。优选地，所述氧消耗速率采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将氧消耗速率控制在10～90mmol/L·h；在发酵培养8～16h期间，将氧消耗速率控制在60～120mmol/L·h；在发酵培养16～24h期间，将氧消耗速率控制在80～150mmol/L·h；在发酵培养24～32h期间，将氧消耗速率控制在70～120mmol/L·h；在发酵培养32～40h期间，将氧消耗速率控制在70～100mmol/L·h；在发酵培养40～48h期间，将氧消耗速率控制在70～90mmol/L·h；在发酵培养48h至发酵结束期间，将氧消耗速率控制在50～80mmol/L·h。优选地，所述氧化还原电位采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将氧化还原电位控制在-100～50mV；在发酵培养8～24h期间，将氧化还原电位控制在-300～-50mV；在发酵培养24～40h期间，将氧化还原电位控制在-250～-100mV；在发酵培养40h至发酵结束期间，将氧化还原电位控制在-200～-50mV。优选地，所述氧化还原电位采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将氧化还原电位控制在-100～50mV；在发酵培养8～16h期间，将氧化还原电位控制在-200～-50mV；在发酵培养16～24h期间，将氧化还原电位控制在-300～-50mV；在发酵培养24～32h期间，将氧化还原电位控制在-250～-100mV；在发酵培养32～40h期间，将氧化还原电位控制在-200～-100mV；在发酵培养40～48h期间，将氧化还原电位控制在-150～-100mV；在发酵培养48h至发酵结束期间，将氧化还原电位控制在-150～-50mV。优选地，所述乙酸浓度采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将乙酸浓度控制在0.1～20g/L；在发酵培养8～24h期间，将乙酸浓度控制在0.5～10g/L；在发酵培养24～40h期间，将乙酸浓度控制在0.3～10g/L；在发酵培养40h至发酵结束期间，将乙酸浓度控制在0.2～10g/L。优选地，所述乙酸浓度采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将乙酸浓度控制在0.1～20g/L；在发酵培养8～16h期间，将乙酸浓度控制在0.5～10g/L；在发酵培养16～24h期间，将乙酸浓度控制在0.5～6g/L；在发酵培养24～32h期间，将乙酸浓度控制在0.3～10g/L；在发酵培养32～40h期间，将乙酸浓度控制在0.3～8g/L；在发酵培养40～48h期间，将乙酸浓度控制在0.2～10g/L；在发酵培养48h至发酵结束期间，将乙酸浓度控制在0.2～8g/L。优选地，所述比二氧化碳释放率采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.05～0.8；在发酵培养8～24h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.1～0.6；在发酵培养24～40h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.1～0.5；在发酵培养40h至发酵结束期间，将比二氧化碳释放率控制在0.05～0.3。优选地，所述比二氧化碳释放率采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.05～0.8；在发酵培养8～16h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.1～0.6；在发酵培养16～24h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.15～0.4；在发酵培养24～32h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.15～0.5；在发酵培养32～40h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.1～0.5；在发酵培养40～48h期间，将比二氧化碳释放率控制在0.05～0.3；在发酵培养48h至发酵结束期间，将比二氧化碳释放率控制在0.05～0.15。优选地，所述发酵液中氧消耗速率、氧化还原电位、乙酸浓度、比二氧化碳释放率的数值范围通过调整空气流量、转速及罐压中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基葡萄糖的生产方法，其特征在于，该方法包括在氨基葡萄糖发酵过程中，在线监测发酵液中氧消耗速率、氧化还原电位、乙酸浓度、比二氧化碳释放率中的至少一者并将其数值控制在以下范围内：氧消耗速率为10～150mmol/L·h，氧化还原电位为-300～50mV，乙酸浓度为0.1～20g/L，比二氧化碳释放率为0.05～0.8。/n

【技术特征摘要】
1.一种氨基葡萄糖的生产方法，其特征在于，该方法包括在氨基葡萄糖发酵过程中，在线监测发酵液中氧消耗速率、氧化还原电位、乙酸浓度、比二氧化碳释放率中的至少一者并将其数值控制在以下范围内：氧消耗速率为10～150mmol/L·h，氧化还原电位为-300～50mV，乙酸浓度为0.1～20g/L，比二氧化碳释放率为0.05～0.8。


2.根据权利要求1所述的氨基葡萄糖的生产方法，其特征在于，
所述氧消耗速率采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将氧消耗速率控制在10～90mmol/L·h；在发酵培养8～24h期间，将氧消耗速率控制在60～150mmol/L·h；在发酵培养24～40h期间，将氧消耗速率控制在70～120mmol/L·h；在发酵培养40h至发酵结束期间，将氧消耗速率控制在50～100mmol/L·h；
优选地，所述氧消耗速率采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将氧消耗速率控制在10～90mmol/L·h；在发酵培养8～16h期间，将氧消耗速率控制在60～120mmol/L·h；在发酵培养16～24h期间，将氧消耗速率控制在80～150mmol/L·h；在发酵培养24～32h期间，将氧消耗速率控制在70～120mmol/L·h；在发酵培养32～40h期间，将氧消耗速率控制在70～100mmol/L·h；在发酵培养40～48h期间，将氧消耗速率控制在70～90mmol/L·h；在发酵培养48h至发酵结束期间，将氧消耗速率控制在50～80mmol/L·h。


3.根据权利要求1所述的氨基葡萄糖的生产方法，其特征在于，
所述氧化还原电位采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将氧化还原电位控制在-100～50mV；在发酵培养8～24h期间，将氧化还原电位控制在-300～-50mV；在发酵培养24～40h期间，将氧化还原电位控制在-250～-100mV；在发酵培养40h至发酵结束期间，将氧化还原电位控制在-200～-50mV；
优选地，所述氧化还原电位采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将氧化还原电位控制在-100～50mV；在发酵培养8～16h期间，将氧化还原电位控制在-200～-50mV；在发酵培养16～24h期间，将氧化还原电位控制在-300～-50mV；在发酵培养24～32h期间，将氧化还原电位控制在-250～-100mV；在发酵培养32～40h期间，将氧化还原电位控制在-200～-100mV；在发酵培养40～48h期间，将氧化还原电位控制在-150～-100mV；在发酵培养48h至发酵结束期间，将氧化还原电位控制在-150～-50mV。


4.根据权利要求1所述的氨基葡萄糖的生产方法，其特征在于，
所述乙酸浓度采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将乙酸浓度控制在0.1～20g/L；在发酵培养8～24h期间，将乙酸浓度控制在0.5～10g/L；在发酵培养24～40h期间，将乙酸浓度控制在0.3～10g/L；在发酵培养40h至发酵结束期间，将乙酸浓度控制在0.2～10g/L；
优选地，所述乙酸浓度采用分阶段控制，且控制方式如下：在发酵培养0～8h期间，将乙酸浓度控制在0.1～20g/L；在发酵培养8～16h期间，将乙酸浓度控制在0.5～10g/L；在发酵培养16～24h期间，将乙酸浓度控制在0.5～6g/L；在发酵培养24～32h期间，将乙酸浓度控制在0.3～10g/L；在发酵培养32～40h期间，将乙酸浓度控制在0.3～8g/L；在发酵培养40～48h期间，将乙酸浓度控制在0.2～10g/L；在发酵培养48h至发...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志春，陈必钦，严必能，李丹，胡丽娜，刘子睿，
申请(专利权)人：内蒙古金达威药业有限公司，厦门金达威集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15