【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微生物发酵制备l-精氨酸，具体涉及一种培养基和补料组合物及其在发酵制备l-精氨酸中的应用。
技术介绍
1、l-精氨酸(l-arginine)化学名称为2-氨基-5-胍基戊酸，分子式为c6h14n4o2，白色晶体粉末，味苦，易溶于水，微溶于乙醇，是人体和动物体中的一种半必需氨基酸，也是生物体尿素循环的一种重要中间代谢物，在医药、食品和化妆品行业中具有广泛的用途。
2、l-精氨酸的生产方法有化学合成法、蛋白质水解法和微生物发酵法。因化学合成法和蛋白质水解法生产l-精氨酸时容易对环境造成严重污染，并且耗能巨大，生产成本高且效率低下，不适合l-精氨酸的产量生产。微生物发酵法是l-精氨酸的主要生产方式，是利用微生物自身的生物代谢，以葡萄糖为原料直接发酵合成精氨酸的方法。该方法具有原料成本低廉，反应条件温和且容易控制，污染小等优点，成为国内外l-精氨酸的主要生产方法。
3、但是，目前微生物发酵法生产l-精氨酸技术条件尚不成熟，糖酸转化率和发酵强度较低，生产成本较高，不利于产业绿色发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种培养基和补料组合物及其在发酵制备l-精氨酸中的应用，所述培养基和补料组合物结合本专利技术中的发酵条件和补料方式可以显著提高微生物发酵制备l-精氨酸的发酵强度和l-精氨酸糖酸转化率。
2、本专利技术提供了一种用于微生物发酵制备l-精氨酸的培养基和补料组合物，包括发酵培养基、补料混合液a、补料混合液b和补料混合液c；p>
3、所述发酵培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：酵母粉3-5g/l，甜菜碱0.3-0.6g/l，葡萄糖10-15g/l，硫酸镁0.2-0.5g/l，磷酸氢二钾3.5-5g/l，硫酸铵2-5g/l，玉米浆2-4g/l，味精2-4g/l，氯化胆碱1-2g/l，柠檬酸铁铵0.1-0.12g/l，生物素5-6mg/l，烟酰胺5-6mg/l，泛酸钙10-12mg/l，硫胺素10-12mg/l和氯化钴2-4mg/l；
4、所述补料混合液a以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：葡萄糖750-800g/l和甜菜碱3-5g/l；
5、所述补料混合液b以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：硫酸铵200-220g/l和味精150-180g/l；
6、所述补料混合液c以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：玉米浆8-10g/l，硫酸镁1-2g/l，磷酸氢二钾8-10g/l，生物素12-14mg/l，烟酰胺12-14mg/l，泛酸钙20-22mg/l，硫胺素20-22mg/l。
7、优选的，所述培养基和补料组合物还包括种子培养基，所述种子培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：葡萄糖25-30g/l，酵母粉5-7g/l，蛋白胨4-6g/l，硫酸镁0.5-0.8g/l，磷酸氢二钾3-5g/l，磷酸二氢钾3-5g/l，生物素8-10mg/l，烟酰胺8-10mg/l，泛酸钙15-18mg/l，硫胺素15-18mg/l。
8、本专利技术还提供了上述技术方案所述的培养基和补料组合物在微生物发酵制备l-精氨酸中的应用。
9、优选的，所述应用包括提高l-精氨酸发酵强度中的应用。
10、本专利技术还提供了一种利用上述技术方案所述的培养基和补料组合物发酵制备l-精氨酸的方法包括如下步骤：
11、将大肠杆菌种子液接种至发酵培养基中进行发酵培养，得到含有l-精氨酸的发酵液；
12、所述发酵培养过程中，当菌体od600nm值≤20±2时，所述发酵培养的温度为35-37℃，ph值为6.9-7.0，压力为0.03-0.05mpa；所述发酵培养的补料方式包括：当发酵液中葡萄糖浓度低于0.2％(w/v)时，补加补料混合液a控制发酵液中的葡萄糖浓度为0.1％(w/v)-0.2％(w/v)，补加补料混合液a的同时补加补料混合液c，所述补料混合液a与补料混合液c的体积比为10-12：1；当发酵液中氨氮浓度低于0.1％(w/v)时，补加补料混合液b控制发酵液中氨氮的浓度为0.1％(w/v)-0.15％(w/v)；
13、当菌体od600nm值＞20±2时，所述发酵培养的温度为31-33℃，ph值为7.3-7.4，压力为0.08-0.1mpa；所述发酵培养的补料方式包括：以2个小时为一个补料周期，每个补料周期的第一个小时过程中，补加补料混合液a控制发酵液中葡萄糖浓度为0.05％(w/v)-0.1％(w/v)，补加补料混合液b控制发酵液中氨氮浓度为0.1％(w/v)-0.12％(w/v)，补加补料混合液a的同时补加补料混合液c，所述补料混合液a和补料混合液c的体积比为13-15：1；每个补料周期的第二个小时过程中，补加补料混合液a控制发酵液中葡萄糖浓度为0％(w/v)-0.03％(w/v)，补加补料混合液b控制发酵液中氨氮浓度为0.05％(w/v)-0.1％(w/v)，补加补料混合液a的同时补加补料混合液c，所述补料混合液a和补料混合液c的体积比为13-15：1。
14、优选的，所述大肠杆菌种子液的接种量为所述发酵培养基体积的15％。
15、优选的，所述大肠杆菌种子液的制备方法包括：将大肠杆菌接种至种子培养基中进行种子培养至菌体od600nm值为10-12时，得到所述大肠杆菌种子液。
16、优选的，所述种子培养的温度为35-37℃，ph值为6.9-7.0，压力为0.03-0.05mpa。
17、优选的，当发酵周期为50-60h时，所述发酵培养结束。
18、有益效果：
19、本专利技术提供了一种用于微生物发酵制备l-精氨酸的培养基和补料组合物，包括发酵培养基、补料混合液a、补料混合液b和补料混合液c；所述发酵培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：酵母粉3-5g/l，甜菜碱0.3-0.6g/l，葡萄糖10-15g/l，硫酸镁0.2-0.5g/l，磷酸氢二钾3.5-5g/l，硫酸铵2-5g/l，玉米浆2-4g/l，味精2-4g/l，氯化胆碱1-2g/l，柠檬酸铁铵0.1-0.12g/l，生物素5-6mg/l，烟酰胺5-6mg/l，泛酸钙10-12mg/l，硫胺素10-12mg/l和氯化钴2-4mg/l；所述补料混合液a以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：葡萄糖750-800g/l和甜菜碱3-5g/l；所述补料混合液b以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：硫酸铵200-220g/l和味精150-180g/l；所述补料混合液c以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：玉米浆8-10g/l，硫酸镁1-2g/l，磷酸氢二钾8-10g/l，生物素12-14mg/l，烟酰胺12-14mg/l，泛酸钙20-22mg/l，硫胺素20-22mg/l。以所述培养基和补料组合物进行微生物发酵制备l-精氨酸可以有效提高糖酸转化率和发酵强度，降低生产成本。
20、在此基础上，本专利技术还提供了所述培养基和补料组合物发酵制备l-精氨酸的方法，本专利技术在菌体生长繁殖阶段和菌体产酸时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于微生物发酵制备L-精氨酸的培养基和补料组合物，其特征在于，包括发酵培养基、补料混合液A、补料混合液B和补料混合液C；
2.根据权利要求1所述的培养基和补料组合物，其特征在于，所述培养基和补料组合物还包括种子培养基，所述种子培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：葡萄糖25-30g/L，酵母粉5-7g/L，蛋白胨4-6g/L，硫酸镁0.5-0.8g/L，磷酸氢二钾3-5g/L，磷酸二氢钾3-5g/L，生物素8-10mg/L，烟酰胺8-10mg/L，泛酸钙15-18mg/L，硫胺素15-18mg/L。
3.权利要求1或2所述的培养基和补料组合物在微生物发酵制备L-精氨酸中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述应用包括提高L-精氨酸发酵强度中的应用。
5.一种利用权利要求1或2所述的培养基和补料组合物发酵制备L-精氨酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述大肠杆菌种子液的接种量为所述发酵培养基体积的15％。
7.根据权利要求5或6所述的方法，
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述种子培养的温度为35-37℃，pH值为6.9-7.0，压力为0.03-0.05MPa。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当发酵周期为50-60h时，所述发酵培养结束。
...【技术特征摘要】
1.一种用于微生物发酵制备l-精氨酸的培养基和补料组合物，其特征在于，包括发酵培养基、补料混合液a、补料混合液b和补料混合液c；
2.根据权利要求1所述的培养基和补料组合物，其特征在于，所述培养基和补料组合物还包括种子培养基，所述种子培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：葡萄糖25-30g/l，酵母粉5-7g/l，蛋白胨4-6g/l，硫酸镁0.5-0.8g/l，磷酸氢二钾3-5g/l，磷酸二氢钾3-5g/l，生物素8-10mg/l，烟酰胺8-10mg/l，泛酸钙15-18mg/l，硫胺素15-18mg/l。
3.权利要求1或2所述的培养基和补料组合物在微生物发酵制备l-精氨酸中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述应用包括提高l-精...
【专利技术属性】
技术研发人员：王松江，郭传庄，王建彬，孙瑞成，李小双，梁炜超，连战，王媛媛，
申请(专利权)人：东晓生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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