L-谷氨酸清洁发酵生产方法技术

L

【技术实现步骤摘要】
L
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谷氨酸清洁发酵生产方法


[0001]本专利技术属于氨基酸生产
，具体涉及L
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谷氨酸清洁发酵生产方法。

技术介绍

[0002]谷氨酸作为氨基酸生产中产量最大的氨基酸，目前，制备谷氨酸最常用的方法是微生物发酵法。谷氨酸棒杆菌是谷氨酸发酵的常规菌株。影响谷氨酸棒杆菌发酵产酸效率的因素较多，主要包括以下几个方面：1、微生物在不同的环境条件下、利用不同底物代谢途径是不同的，有目的地对细胞代谢途径进行修饰和改造，改变细胞原有的代谢特征，可以提高目标产物的产量和得率；2、通过提高菌体的细胞膜通透性，增加谷氨酸分泌，进而解除菌体内高浓度谷氨酸的反馈调节作用，提高谷氨酸的产量；3、优化发酵培养基、发酵参数，使得菌体增殖速率提高，从而提高氨基酸的产量。据代谢网络定量分析原理，应用途径分析方法对L
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谷氨酸生物合成途径进行分析，确定L
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谷氨酸生物合成的理想载流途径，以提高谷氨酸的发酵效率。通过L
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谷氨酸发酵中后期的代谢流分布与途径分析所得到的理想代谢流相比较，寻求代谢流中的扰动因子，以此指导L
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谷氨酸高产菌的发酵条件优化，通过改变L
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谷氨酸发酵过程中的关键节点处的代谢流分配，以提高产酸水平，并填补此领域中的研究空白。谷氨酸棒杆菌的代谢转向极为显著，不同的外部环境、控制条件都极大的影响代谢流的分布。L
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谷氨酸发酵过程是典型的代谢控制发酵，发酵工艺研究至关重要。发酵环境条件，如培养基组成、pH、温度、溶氧水平等都明显地影响L
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谷氨酸的产量。
[0003]申请人之前的专利技术“谷氨酸的绿色清洁发酵工艺”，有效解决了谷氨酸发酵过程中的多种问题，包括谷氨酸合成的反馈抑制、细胞通透性以及发酵培养基优化，提高了发酵效率，降低了谷氨酸分离纯化的难度；最高糖酸转化率为68.5％，最大产酸量为171g/L，仍有较大提升空间。
[0004]“CN113981019A,一种提高谷氨酸发酵速率的工艺”,通过优化培养基提高了发酵效率，但是发酵培养基中添加了玉米浆、豆粕水解液，会带来较多的色素等杂质，后续分离工艺中难以完全去除，无法达到清洁发酵的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于提供L
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谷氨酸清洁发酵生产方法，优化了发酵工艺，提高了发酵效率，并且降低了谷氨酸分离纯化的难度。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案来实现的。
[0007]谷氨酸清洁发酵生产方法，包括往发酵罐中流加调节剂的步骤，所述调节剂包括甘油、柠檬酸锌以及五水硫酸铜中的任其一或二者以上的组合。
[0008]优选地，
[0009]所述调节剂包括甘油、柠檬酸锌以及五水硫酸铜。
[0010]更优选地，
[0011]所述调节剂的组分为：甘油1
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10g/L，柠檬酸锌1
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4g/L，五水硫酸铜0.2
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1.6g/L。
[0012]最优选地，
[0013]所述调节剂的组分为：甘油5g/L，柠檬酸锌2g/L，五水硫酸铜0.8g/L。
[0014]进一步地，
[0015]所述调节剂的流加速率为0.2ml/L.min。
[0016]进一步地，
[0017]所述调节剂在发酵8h时开始流加，直至发酵结束。
[0018]具体地，
[0019]所述方法包括如下步骤：将谷氨酸棒杆菌种子液接入装有清洁发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养，发酵温度为32℃，待发酵液OD
600
＝30时，提高发酵温度为37.5℃，直至发酵结束；整个发酵过程中，控制通风比1∶0.8，搅拌转速300rpm，溶氧维持在20％，流加800g/L的葡萄糖溶液维持残糖为1％，流加消泡剂消泡，同时流加氨水调节发酵液的pH值至7.2，直至发酵结束；发酵总时间36h。优选地，
[0020]所述清洁发酵培养基为：葡萄糖80g/L，MnSO4·
H2O 3mg/L，FeSO4·
7H2O 3mg/L，MgSO4·
7H2O 2g/L，Na2HPO4·
12H2O 4g/L，KCl 2g/L，VB110mg/L，生物素7μg/L，生物氮素2g/L，甲硫氨酸0.6g/L。
[0021]与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
[0022]实现各营养元素的合理配比，最大发挥菌体的产酸能力，以提高发酵转化率和产酸；谷氨酸产生菌增殖到较大值，谷氨酸生成酶系形成完全时，加入适量的Cu2+离子能够抑制乙醛酸循环中的关键酶,削弱乙醛酸循环，进而增加TCA循环中的碳流，提高谷氨酸的发酵效率；甘油提供碳骨架，促进谷氨酸的合成，并且能够提高细胞膜通透性，促进谷氨酸分泌到发酵液中；通过添加柠檬酸锌能够加强菌体细胞代谢能力，提高菌体细胞内关键酶的活力，有利于维持菌体细胞活力，进而提高谷氨酸产率。三种营养物质配伍合理，实现了1+1+1＞3的协同效果，增加谷氨酸分泌，提高了谷氨酸的产量，实现了谷氨酸发酵效益的提升。
附图说明
[0023]图1：柠檬酸钠对谷氨酸产量的影响；
[0024]图2：五水硫酸铜对谷氨酸产量的影响。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]谷氨酸清洁发酵生产方法，包括如下步骤：将谷氨酸棒杆菌GDK
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9种子液(OD
600
＝20)按10％接种量接入装有500L清洁发酵培养基的1000L发酵罐中进行发酵培养，发酵温度为32℃，待发酵液OD
600
＝30时，提高发酵温度为37.5℃，直至发酵结束；整个发酵过程中，控制通风比1∶0.8，搅拌转速300rpm，溶氧维持在20％，流加800g/L的葡萄糖溶液维持残糖为1％，流加消泡剂消泡，同时流加氨水调节发酵液的pH值至7.2，直至发酵结束；发酵总时间
36h；发酵至8h时，往发酵罐中流加调节剂，流加速率为0.2ml/L.min(即按照每升发酵液每分钟流加0.2ml)。
[0028]所述清洁发酵培养基为：葡萄糖80g/L，MnSO4·
H2O 3mg/L，FeSO4·
7H2O 3mg/L，MgSO4·
7H2O 2g/L，Na2HPO4·
12H2O 4g/L，KCl 2g/L，VB110mg/L，生物素7μg/L，生物氮素2g/L，甲硫氨酸0.6g/L。
[0029]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.谷氨酸清洁发酵生产方法，包括往发酵罐中流加调节剂的步骤，所述调节剂包括甘油、柠檬酸锌以及五水硫酸铜中的任其一或二者以上的组合。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述调节剂包括甘油、柠檬酸锌以及五水硫酸铜。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述调节剂的组分为：甘油1
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10g/L，柠檬酸锌1
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4g/L，五水硫酸铜0.2
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1.6g/L。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述调节剂的组分为：甘油5g/L，柠檬酸锌2g/L，五水硫酸铜0.8g/L。5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述调节剂的流加速率为0.2ml/L.min。6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述调节剂在发酵8h时开始流加，直至发酵结束。7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兰坤，徐庆阳，孙钦波，王小平，侍述志，刘世周，张婷婷，白红兵，
申请(专利权)人：呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：