【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微生物发酵，尤其涉及一种提高l-缬氨酸发酵转化率的方法。
技术介绍
1、l-缬氨酸化学名称为α-氨基-3-甲基丁酸，无臭、味苦，白色单斜晶系晶体或结晶性粉末状。l-缬氨酸是中性氨基酸，其水溶液呈弱酸性，属于分支链氨基酸，是人体必需氨基酸之一，在医药、食品和动物饲料行业中具有广泛的用途。
2、l-缬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-缬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-缬氨酸的产量生产。微生物发酵法是目前l-缬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l-缬氨酸的方法；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-缬氨酸的主要生产方法。
3、但是微生物发酵法生产l-缬氨酸的过程中，其成本主要受到发酵水平高低的影响，主要体现在糖酸转化率低的问题，生产成本较高，不利于产业绿色发展。
4、公开号为cn114875089a的专利中公开了一种提高l-缬氨酸发酵效率的方法，其通过向发酵培养基中添加少量色氨酸，促进丙酮酸大量积累，进而提高l-缬氨酸产酸率，最终使转化率为46%左右，虽然一定程度上提高了l-缬氨酸的转化率，但转化率还是有待提高。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种提高l-缬氨酸发酵转化率的方法，通过添加微量元素组合物及稀有金属组合物来发酵制备l-缬氨酸，使菌体快速生
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、本专利技术提供了一种提高l-缬氨酸发酵转化率的方法，以大肠杆菌为菌种，向发酵培养基中添加微量元素组合物和稀有金属组合物进行发酵培养；
4、其中，微量元素组合物以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：亚硒酸钠1-3g/l，硼酸0.2-0.4g/l，硅酸钠10-12g/l，碘化钠5-8g/l，d-生物素2-5g/l，烟酰胺20-25g/l，氯化胆碱4-6g/l。
5、其中，稀有金属组合物以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：氯化镍0.3-0.5g/l，氯化钴3-6g/l，氯化铜10-15g/l，氯化锌5-8g/l，钼酸钠5-7g/l，氯化钪0.2-0.5g/l，氯化铯0.2-0.4g/l。
6、添加微量元素组合物，使大肠杆菌快速生长，缩短菌体生长停滞期，从而缩短发酵周期，提高发酵生产效率。
7、添加稀有金属组合物，提高微生物代谢酶活，促进l-缬氨酸的生产与积累，有效提高糖酸转化率，降低生产成本。
8、优选的，发酵培养基以水为溶剂，微量元素组合物1-2g/l，稀有金属组合物0.2-0.5g/l；还包括如下浓度的基础组分：酵母粉5-8g/l，甜菜碱0.6-0.8g/l，葡萄糖10-15g/l，硫酸镁0.2-0.5g/l，磷酸氢二钾1-2g/l，磷酸二氢钾1-2g/l，柠檬酸铵2-4g/l。
9、优选的，发酵培养方法为：将大肠杆菌种子液接种至发酵培养基中，控制温度为35-38℃，ph值为6.9-7.1，压力为0.03-0.05mpa，通风量0.5-0.8 m³空气/m³发酵液/min，同时流加60-65%（w/v）葡萄糖溶液，控制发酵液中的葡萄糖浓度为0.03-0.05%（w/v）进行发酵培养，当发酵液中l-缬氨酸的含量为7.5-8.5%时发酵结束；如果发酵液中l-缬氨酸含量＞8.5%时容易结晶，从而堵塞管道影响发酵，在此范围内结束发酵更有利于发酵生产。本专利技术中，从发酵开始至结束，l-缬氨酸的发酵周期为23-24h。
10、优选的，大肠杆菌种子液的接种量为所述发酵培养基体积的13-16%。
11、优选的，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od610nm值为10-12时，得到所述大肠杆菌种子液。所述菌体od610nm值的大肠杆菌种子液处于生长对数期，具有快速生长繁殖的优势。
12、优选的，种子培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：酵母粉10-12g/l，葡萄糖25-30g/l，硫酸镁0.5-0.8g/l，磷酸氢二钾4-6g/l，磷酸二氢钾4-6g/l，柠檬酸铵4-7g/l。
13、优选的，大肠杆菌种子液的培养温度为35-37℃，ph值为6.9-7.0，压力为0.03-0.05mpa。
14、本专利技术对所述大肠杆菌的菌株类型没有特殊限定，采用本领域中常规用于发酵制备l-缬氨酸的大肠杆菌的菌株类型均可。本专利技术所述培养基和组合物中的组分的来源没有特殊限定，通过常规市售渠道购买即可。在本专利技术中，如无特殊说明，质量体积浓度（w/v）的单位默认为g/dl。
15、本专利技术的提高l-缬氨酸发酵转化率的方法相对于现有技术具有以下有益效果：
16、1、通过向发酵培养基中添加微量元素组合物，使菌体快速生长繁殖，缩短发酵周期；
17、2、通过向发酵培养基中添加稀有金属组合物，提高菌体代谢酶活，使微生物代谢更有利于生产和积累l-缬氨酸，从而提高l-缬氨酸发酵转化率，降低生产成本；
18、3、通过对发酵过程中通风量的控制和发酵液中葡萄糖浓度的控制，使发酵培养过程的条件适应于本专利技术发酵培养基的改进。
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1.一种提高L-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：以大肠杆菌为菌种，向发酵培养基中添加1-2g/L的微量元素组合物和0.2-0.5g/L的稀有金属组合物进行发酵培养，其中：
2.如权利要求1所述的提高L-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：所述发酵培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的基础组分：酵母粉5-8g/L，甜菜碱0.6-0.8g/L，葡萄糖10-15g/L，硫酸镁0.2-0.5g/L，磷酸氢二钾1-2g/L，磷酸二氢钾1-2g/L，柠檬酸铵2-4g/L。
3.如权利要求1所述的提高L-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：将大肠杆菌种子液接种至发酵培养基中，控制温度为35-38℃，pH值为6.9-7.1，压力为0.03-0.05MPa。
4.如权利要求1所述的提高L-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：所述大肠杆菌种子液的接种量为发酵培养基体积的13-16%。
5.如权利要求4所述的提高L-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：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OD610nm值为10
6.如权利要求5所述的提高L-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：所述种子培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的组分：酵母粉10-12g/L，葡萄糖25-30g/L，硫酸镁0.5-0.8g/L，磷酸氢二钾4-6g/L，磷酸二氢钾4-6g/L，柠檬酸铵4-7g/L。
7.如权利要求5所述的提高L-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：所述大肠杆菌种子液的培养温度为35-37℃，pH值为6.9-7.0，压力为0.03-0.05MPa。
8.如权利要求1所述的提高L-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：发酵培养过程中，当发酵液中L-缬氨酸的含量为7.5-8.5%时发酵结束；发酵结束时，L-缬氨酸的发酵周期为23-24h。
...【技术特征摘要】
1.一种提高l-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：以大肠杆菌为菌种，向发酵培养基中添加1-2g/l的微量元素组合物和0.2-0.5g/l的稀有金属组合物进行发酵培养，其中：
2.如权利要求1所述的提高l-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：所述发酵培养基以水为溶剂，还包括如下浓度的基础组分：酵母粉5-8g/l，甜菜碱0.6-0.8g/l，葡萄糖10-15g/l，硫酸镁0.2-0.5g/l，磷酸氢二钾1-2g/l，磷酸二氢钾1-2g/l，柠檬酸铵2-4g/l。
3.如权利要求1所述的提高l-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：将大肠杆菌种子液接种至发酵培养基中，控制温度为35-38℃，ph值为6.9-7.1，压力为0.03-0.05mpa。
4.如权利要求1所述的提高l-缬氨酸发酵转化率的方法，其特征在于：所述大肠杆菌种子液的接种量为发酵培养基体积的13-16%。
5.如权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭传庄，王松江，孙瑞成，王建彬，梁炜超，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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