本发明专利技术涉及氨基酸生产技术领域，公开了一种利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺，包括以下步骤：1)制备海藻提取物；2)制备聚谷氨酸发酵培养基；3)制备摇瓶种子液；4)制备一级种子液；5)制备二级种子液；6)发酵生产聚谷氨酸。本发明专利技术以海藻为原料，酶解制备海藻提取物，并作为发酵培养基原料为微生物发酵提供了丰富的碳源、氨基酸态氮源以及钙、镁、铁等元素，实现了利用海藻提取物生产聚谷氨酸的生产工艺，大大降低了原料成本，提高了企业利润。通过流加15％谷氨酸钠溶液进行补料发酵，降低了发酵过程中底物抑制作用，提高了底物的转化率及聚谷氨酸产率。聚谷氨酸产率。
【技术实现步骤摘要】
一种利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺
[0001]本专利技术涉及氨基酸生产
，具体涉及一种利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺。
技术介绍
[0002]聚谷氨酸(简称γ
‑
PGA或PGA)是自然界中微生物(主要是芽孢杆菌)利用谷氨酸通过α
‑
氨基与γ
‑
羧基之间形成的γ酰胺键聚合形成的水溶性可生物降解的阴离子型多聚氨基酸。通常分子量较大，分布在10kDa到2000kDa之间，基本骨架呈直链纤维状。聚谷氨酸具有优良的水溶性，超强的吸附性和生物可降解性，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、药物/肥料缓释剂以及药物载体等，在化妆品、环境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等产业均有很大的商业价值和社会价值。聚谷氨酸的研究和应用越来越受到世界各国科研机构和企业的关注，使其成为当前最受关注的生物制品之一。
[0003]微生物发酵法是聚谷氨酸规模化生产的主要方法。现有的发酵工艺改进主要集中在基因工程菌的构建，对于发酵培养基的改进较为罕见。开发成本低廉，且发酵产量高的培养基，并建立配套的发酵工艺，最大限度的降低企业成本是我们研究的方向。基于上述技术问题，利用海藻酶解技术，制备高产率的碳源、氮源，极有可能在降低聚谷氨酸生产成本，提高聚谷氨酸发酵效率两个方面获得突破性进展。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术发酵培养基成本高的缺陷，提供一种利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]1)制备海藻提取物
[0007]将海藻经脱水、烘干、粉碎、过100目筛，获得海藻细粉，取海藻细粉，配制成质量分数为30
‑
60％的海藻细粉水溶液，向海藻细粉水溶液中添加海藻细粉质量2
‰‑4‰
的纤维素酶，50℃保温24
‑
36h，获得海藻提取物；
[0008]2)制备聚谷氨酸发酵培养基
[0009]采用步骤1)制备的海藻提取物为原料制备聚谷氨酸发酵培养基，所述聚谷氨酸发酵培养基的组分为：谷氨酸钠35g/L、海藻提取物80g/L、柠檬酸钠15g/L、氯化铵18g/L、七水硫酸镁0.3g/L、磷酸氢二钾0.15g/L、磷酸二氢钾0.15g/L、氯化钙0.2g/L、七水硫酸亚铁3mg/L、水6500L；
[0010]3)制备摇瓶种子液
[0011]将
‑
20℃保存的发酵纳豆(由北京燕京中发生物技术有限公司生产，燕京纳豆)接入灭菌的液体肉汤培养基中，振荡培养，获得摇瓶种子液；
[0012]4)制备一级种子液
[0013]将步骤3)得到的摇瓶种子液按5％的接种量接入含有65L液体肉汤培养基的100L发酵罐中，进行发酵培养，获得一级种子液；
[0014]5)制备二级种子液
[0015]将步骤4)得到的一级种子液全部转移至含600
‑
640L液体肉汤培养基的1000L发酵罐中，进行发酵培养，获得二级种子液；
[0016]6)发酵生产聚谷氨酸
[0017]将步骤5)得到的二级种子液全部转移至含6000
‑
6500L聚谷氨酸发酵培养基的10000L发酵罐中，进行发酵培养，起泡时开始流加消泡剂，消泡后结束流加，得到聚谷氨酸发酵液。
[0018]进一步地；步骤6)中在发酵8
‑
10h时，以20L/h的流速往发酵罐中补料流加质量分数为15％的谷氨酸钠溶液，流加30h。
[0019]进一步地；步骤6)中所述消泡剂为聚二烷基硅氧烷，流速为0.2L/h。
[0020]进一步地；步骤1)所述海藻是海带、浒苔中的一种或两种的混合物。
[0021]进一步地；步骤3)的培养条件为30
‑
40℃，转速130
‑
180rpm，时间10
‑
12h。
[0022]进一步地；步骤4)的培养条件为30
‑
40℃，搅拌转速100
‑
150rpm，通气量为0.5
‑
0.8vvm，时间5
‑
6h。
[0023]进一步地；步骤5)的培养条件为30
‑
40℃，搅拌转速80
‑
130rpm，通气量为0.8
‑
1.0vvm，时间6
‑
7h。
[0024]进一步地；步骤6)的培养条件为32
‑
35℃，搅拌转速为100
‑
150rpm，通气量为0.8
‑
1.0vvm，时间40
‑
50h，pH为6.8
‑
7.2。
[0025]进一步地；所述液体肉汤培养基的组分为：蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，氯化钠5g/L。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]1)本专利技术以海藻为原料，酶解制备海藻提取物，并作为发酵培养基原料为微生物发酵提供了丰富的碳源、氨基酸态氮源以及钙、镁、铁等元素，实现了利用海藻提取物生产聚谷氨酸的生产工艺，大大降低了原料成本，提高了企业利润。
[0028]2)本专利技术通过流加15％谷氨酸钠溶液进行补料发酵，降低了发酵过程中底物抑制作用，提高了底物的转化率及聚谷氨酸产率。
具体实施方式
[0029]实施例1：
[0030]一种利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺，包括以下步骤：
[0031]1)制备海藻提取物
[0032]将海带和浒苔按质量比1:1混合后，经脱水、烘干、粉碎、过100目筛，获得海藻细粉，取200kg海藻细粉，配制成质量分数为38％的海藻细粉水溶液，向海藻细粉水溶液中添加0.8kg纤维素酶，50℃保温30h，获得海藻提取物；
[0033]2)制备聚谷氨酸发酵培养基
[0034]采用步骤1)制备的海藻提取物为原料制备聚谷氨酸发酵培养基，所述聚谷氨酸发酵培养基的组分为：谷氨酸钠35g/L、海藻提取物80g/L、柠檬酸钠15g/L、氯化铵18g/L、七水
硫酸镁0.3g/L、磷酸氢二钾0.15g/L、磷酸二氢钾0.15g/L、氯化钙0.2g/L、七水硫酸亚铁3mg/L、水6500L；
[0035]3)制备摇瓶种子液
[0036]将
‑
20℃保存的发酵纳豆(由北京燕京中发生物技术有限公司生产，燕京纳豆)分别接入8瓶各含有400mL灭菌的液体肉汤培养基中，每瓶接种3粒，摇床振荡培养，获得摇瓶种子液，培养条件为35℃，转速150rpm，时间10h；
[0037]4)制备一级种子液
[0038]取步骤3)得到的3.2L摇瓶种子液接入含有65L灭菌的液体肉汤培养基的100L发酵罐中，进行发酵培养，获得一级种子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)制备海藻提取物将海藻经脱水、烘干、粉碎、过100目筛，获得海藻细粉，取海藻细粉，配制成质量分数为30
‑
60％的海藻细粉水溶液，向海藻细粉水溶液中添加海藻细粉质量2
‰‑4‰
的纤维素酶，50℃保温24
‑
36h，获得海藻提取物；2)制备聚谷氨酸发酵培养基采用步骤1)制备的海藻提取物为原料制备聚谷氨酸发酵培养基，所述聚谷氨酸发酵培养基的组分为：谷氨酸钠35g/L、海藻提取物80g/L、柠檬酸钠15g/L、氯化铵18g/L、七水硫酸镁0.3g/L、磷酸氢二钾0.15g/L、磷酸二氢钾0.15g/L、氯化钙0.2g/L、七水硫酸亚铁3mg/L；3)制备摇瓶种子液将低温保存的发酵纳豆接入灭菌的液体肉汤培养基中，振荡培养，获得摇瓶种子液；4)制备一级种子液将步骤3)得到的摇瓶种子液按5％的接种量接入含有液体肉汤培养基的发酵罐中，进行发酵培养，获得一级种子液；5)制备二级种子液将步骤4)得到的一级种子液全部转移至含液体肉汤培养基的发酵罐中，进行发酵培养，获得二级种子液；6)发酵生产聚谷氨酸将步骤5)得到的二级种子液全部转移至含聚谷氨酸发酵培养基的发酵罐中，流加消泡剂消泡，进行发酵培养，得到聚谷氨酸发酵液。2.根据权利要求1所述的利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺，其特征在于：步骤6)中在发酵8
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10h时，以20L/h的流速往发酵罐中补料流加质量分数为15％的谷氨酸钠溶液，流加30h。3.根据权利要求1所述的利用海藻提取物发酵生产聚谷氨酸的工艺，其特征在于：步骤6)中所述消泡剂为聚二烷基硅氧烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓德法，刁红霞，宋海妹，单俊伟，
申请(专利权)人：青岛海大生物集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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