一种提高L-色氨酸生产水平的方法技术

一种提高L

【技术实现步骤摘要】
一种提高L
‑
色氨酸生产水平的方法


[0001]本专利技术属于氨基酸发酵
，具体涉及一种提高L
‑
色氨酸生产水平的方法。

技术介绍

[0002]L
‑
色氨酸是一种必需氨基酸，广泛用作饲料和食品添加剂。L
‑
色氨酸的生产最早主要依靠化学合成法和蛋白质水解法，但是经过对于微生物代谢通路的不断研究，微生物发酵法生产L
‑
色氨酸已经成为了色氨酸发酵的主要方法。
[0003]然而，目前发酵生产L
‑
色氨酸存在多种技术问题，例如，L
‑
色氨酸溶解度较低，在25℃时，100g水中溶解度为13.6g，在L
‑
色氨酸发酵过程中，发酵罐培养温度36℃，当产酸超过24g/L左右时，发酵液中就会出现结晶，之后发酵过程色氨酸浓度一直呈过饱和状态，对色氨酸代谢过程有反馈抑制作用，造成产酸增长缓慢。因此通过对L
‑
色氨酸生产工艺的优化设计，提高 L
‑
色氨酸的生产水平是十分必要的。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中利用微生物发酵生产L
‑
色氨酸存在对色氨酸代谢过程有反馈抑制，造成产酸增长缓慢的问题，本专利技术提供了一种提高L
‑
色氨酸生产水平的方法，所述方法为将产L
‑
色氨酸的大肠杆菌种子液接种于发酵培养基中，流加浓度为50％
‑
60％葡萄糖，于起始发酵温度32℃
‑
36℃，初始搅拌频率300rpm，溶氧25％
‑
40％，压力0.04
‑
0.1Mpa，通风比0.5
‑
1.5vvm，pH6.9
‑
7.2条件进行发酵培养，持续发酵30
‑
32h，且产酸量达到30
‑
32 g/L时，将发酵温度降至15℃
‑
20℃，搅拌频率降至初始搅拌，通风量降低至当前通风量的一半，2
‑
4h后恢复当前发酵条件。
[0005]进一步地限定，所述种子液由成分如下的种子培养基获得：玉米浆40
‑
50g/L，葡萄糖20g/L，酵母粉5
‑
8g/L，氯化钠10g/L，硫酸镁2
‑
3g/L。
[0006]进一步地限定，所述种子液的培养条件为36℃，转速200
‑
600rpm，溶解氧控制 30
‑
40％，压力0.04
‑
0.1MPa，通风比0.5
‑
1.5vvm，培养时间为20h。
[0007]进一步地限定，所述发酵培养基的成分为葡萄糖7
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12g/L，柠檬酸2
‑
4g/L，磷酸氢二铵5
‑
8g/L，氯化钾2
‑
4g/L，酵母粉1
‑
3g/L，硫酸镁1
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2g/L，微量元素和生长因子；所述微量元素的组成为硫酸锰0.05
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0.1g/L，硫酸亚铁0.05
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0.1g/L，ZnSO4·
H2O 0.05
‑
0.1g/L；所述生长因子的组成为VB150
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100μg/L，VH 40
‑
50μg/L，复合氨基酸粉0.5
‑
1g/L。
[0008]进一步地限定，所述葡萄糖流加浓度为60％。
[0009]进一步地限定，所述起始发酵温度为36℃。
[0010]进一步地限定，所述pH为7.0。
[0011]进一步地限定，所述产酸量达到32g/L时降低发酵温度。
[0012]进一步地限定，所述发酵温度降至20℃。
[0013]进一步地限定，4h后恢复初始发酵条件。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]在发酵罐运转过程中，尝试通过控制发酵过程物理条件的变化，来改变色氨酸的结晶状态，使发酵液中色氨酸的饱和度发生变化，从而降低色氨酸的反馈抑制，提高产酸水平；
[0016]本专利技术在发酵罐运行中后期，增加了2
‑
4h的育晶过程，之后逐渐恢复到正常发酵条件。在低温状态下，L
‑
色氨酸溶解度进一步降低，L
‑
色氨酸晶体的晶核会逐渐增大，而发酵液中色氨酸的浓度较之前低，对代谢途径的反馈作用减小。育晶过程结束后，随着发酵温度的回升，L
‑
色氨酸的溶解度逐渐升高，同时菌体的色氨酸代谢速度也会增加，此时产酸水平会有明显的提升。本专利技术利用恒温培养+低温育晶+恒温培养的工艺模式，明显提高了产酸量和转化率，使得产酸量提高至51％以上，转化率提高至19.5％以上。
具体实施方式
[0017]以下通过具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但不用以限制本专利技术，凡在本专利技术精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
[0018]本专利技术使用的产色氨酸的大肠杆菌公开于申请号为2016111887431，专利技术名称为一种清液发酵培养基及提高L
‑
色氨酸的方法的中国专利申请中，其保藏编号为CGMCCNO.11073。
[0019]实施例1：
[0020](1)大肠杆菌菌液的制备：
[0021]将产L
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色氨酸的大肠杆菌，从甘油管逐级扩培至茄子瓶，用200mL生理盐水将茄子瓶中的菌种洗脱下来，获得大肠杆菌菌液。扩培的条件为36℃恒温培养箱，培养20h。
[0022](2)种子培养基的制备：
[0023]制备种子培养基，种子培养基的组成为玉米浆50g/L、葡萄糖20g/L、酵母粉8g/L、氯化钠10g/L、硫酸镁3g/L，将200mL步骤(1)获得的菌液接种于不锈钢发酵罐中，发酵罐中的种子培养基装液量为70％，种子培养的条件为36℃，转速200
‑
600rpm，溶解氧控制30
‑
40％，压力0.04
‑
0.1MPa，通风比0.5
‑
1.5vvm，培养时间为20h。
[0024](3)发酵生产L
‑
色氨酸：
[0025]制备发酵培养基，发酵培养基的组成为葡萄糖12g/L，柠檬酸4g/L，磷酸氢二铵8g/L，氯化钾4g/L，酵母粉3g/L，硫酸镁2g/L，硫酸锰0.1g/L，硫酸亚铁0.1g/L，ZnSO4
·
H2O 0.1g/L，VB1100μg/L，VH 50μg/L，复合氨基酸粉1g/L。
[0026]将步骤(2)获得的种子液以20％的接种量接种于发酵培养基中，发酵过程中流加55％葡萄糖，控制菌体的生长及代谢，使用25％氨水自动控制维持pH6.9，发酵罐压力0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高L
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色氨酸生产水平的方法，其特征在于，所述方法为将产L
‑
色氨酸的大肠杆菌种子液接种于发酵培养基中，流加浓度为50％
‑
60％的葡萄糖，于起始发酵温度32℃
‑
36℃，初始搅拌频率300rpm，溶氧25％
‑
40％，压力0.04
‑
0.1Mpa，通风比0.5
‑
1.5vvm，pH6.9
‑
7.2条件进行发酵培养，持续发酵30
‑
32h，且产酸量达到30
‑
32g/L时，将发酵温度降至15℃
‑
20℃，搅拌频率降至初始搅拌，通风量降低至当前通风量的一半，2
‑
4h后恢复当前发酵条件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述种子液由成分如下的种子培养基获得：玉米浆40
‑
50g/L，葡萄糖20g/L，酵母粉5
‑
8g/L，氯化钠10g/L，硫酸镁2
‑
3g/L。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述种子液的培养条件为36℃，转速200
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600rpm，溶解氧控制30
‑
40％，压力0.04
‑
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：卢煜，曹国强，张甲峰，刘远，柳宏原，战俊杰，
申请(专利权)人：黑龙江金象生化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：