CN101104863A

CN101104863A - 赖氨酸发酵的方法

Info

Publication number: CN101104863A
Application number: CNA2007101093889A
Authority: CN
Inventors: 马吉银
Original assignee: NINGXIA EPPENS BIOENGINEERING CO Ltd
Current assignee: NINGXIA EPPENS BIOENGINEERING CO Ltd
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-01-16

Abstract

本发明涉及生物发酵工程技术领域，尤其是涉及一种赖氨酸发酵的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养9－11小时后移到二级种子罐，种量为0.2－0.3％，培养温度为：38－40℃，培养时间为15－17小时后移入三级种子罐，种量5－6％，培养9－11小时后移入发酵罐中进行发酵，在发酵罐接种后，连续流加糖、流加有机氮源，种量为14－18％，发酵底糖含量2－8％；本发明工艺独特、发酵时间短、可以节约电消耗的三级大种量连续流加糖和流加氮间歇放料的方法，生产赖氨酸，产酸16.5％以上，糖酸转化率62％以上，350m³发酵罐单批放料体积420m³，发酵周期45小时。

Description

赖氨酸发酵的方法

技术领域

本发明涉及生物发酵工程技术领域，尤其是涉及一种赖氨酸发酵的方法。

背景技术

在赖氨酸生产过程中，首先要用微生物菌种对赖氨酸进行合成，要使细胞过量积累赖氨酸就必须根据菌种的代谢特征，人为地改变菌种代谢调节，使代谢按照人所需要的方向进行，累计赖氨酸并从菌体细胞中释放出来，达到糖的转化最好效果。

为了满足工业大生产的需要，必须有足够量的，活力强的纯种种子。有了纯种种子后，必经对种子进行逐级扩大培养。只有将种子培养好，才能使发酵产酸高，转化高，达到令人满意的效果。

目前赖氨酸的发酵过程分为二个阶段，发酵前期0-10小时为长菌期，主要是菌体繁殖，很少产酸，10小时后进入产酸期。对数期菌体生长迅速，产量最强。

二级种由于幼龄菌改变了过去的配制方法，使幼龄菌种在培养基中得到营养丰富的物质，其生长旺盛，代谢培养时间由过去28小时缩短到15-17小时，而且培养温度高，使幼龄菌茁壮成长，但是其发酵时间还是比较长，而且耗电量大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺独特、发酵时间短、可以节约电消耗的三级大种量连续流加糖和流加氮的赖氨酸发酵的方法。

本发明通过如下方式实现：

一种赖氨酸发酵的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养9-11小时后移到二级种子罐，种量为0.2-0.3％，培养温度为：38-40℃，培养时间为15-17小时后移入三级种子罐，种量5-6％，培养9-11小时后移入发酵罐中进行发酵，在发酵罐接种后，连续流加糖、流加有机氮源，种量为14-18％，发酵底糖含量2-8％；

所述发酵二级种子底糖为白砂糖；

所述在发酵罐接种后，3-6小时后，当底料残糖≤1.4％时，开始连续流加糖，16-20小时后流加有机氮源；

所述流加的有机氮源为硫酸铵和氨基酸；

所述硫酸铵的体积百分含量为40-50％，所述氨基酸的体积百分含量为7-10％；

所述流加糖为葡萄糖，体积含量为60-75％。

本发明有如下效果：

1)工艺方法独特：本发明是在二级种培养成熟后，接入三级种，种量为5-6％，三级种改变配方，适量的增强了一些小氨基酸，使二级种子在扩大后，迅速生长，生长温度在38℃以上，经过9-11小时培养成熟接入已装料灭菌的发酵罐进行发酵。前期底料碳氮比为1∶5.4配比合理，三级种接入后，由于糖渗透压低，种子生长旺盛，产生大量的热，使发酵速度加快，经过3-6小时培养，糖由原来2-8％下降到1.4％以下，开始进行流加浓糖，8-12小时后由于长菌期繁殖，氮源消耗大，同时开始补充无机氮源，采用DCS自控，根据其生长曲线进行连续流加，在连续流加中要控制氮源流速和糖含量，直到发酵结束。

2)原工艺二级种种龄长，一般在28-30小时，三级种种龄也在16-18小时，才能接入发酵罐中进行发酵，发酵温度低30-31℃，发酵前期0-28小时为长菌期，此时菌体生长旺盛，便于赖氨酸代谢，28小时后为产酸期，在流加45％-55％葡萄糖和50％硫酸铵，发酵时间65-70小时结束，产酸140-150g，转化在45％左右，最高不过48％。

3)本工艺发酵周期短温度高节电节水：本发明提供的工艺发酵温度高，使冷却用水量减少，发酵产酸高，并实行连续流加间歇放料，一个350m3罐，放液量能达420m3，平均产酸16.5％以上，仅此按年产3万吨赖氨酸生产规模计，每年可节电500万KWh，节约地下水110万m3，综合成本大幅度降低。

4)采用一种独特的微生物的接种方法，能使微生物生长迅速，特别是液体深层发酵中，更显得特别明显。在氨基酸发酵中，除菌种选育外，一般采用二级种连续流加的方法进行发酵，本发明是在原发酵基础上创新的三级大种量连续流加糖和流加氮的方法。

5)本发明采用三级种培养，种子、种龄、种量不同具有种量大，种龄短的特点。

6)发酵周期短：本发明为发酵接种量大，三级种子培养，且培养时间短，培养温度高，接入大罐后，生产旺盛10小时便可完成长菌，3-6小时底料残糖递减到1.4％以下，开始流加糖，糖浓度为60-75％，前期流加速率缓慢，每小时流加约1.0吨糖，中期流加速度快，每小时约流加2吨糖，后期每小时流加1.5吨至发酵结束，发酵周期为45小时左右，本发明是在现有的培养基上改变二级种子培养基的碳、氮比，其二级种子碳源不是葡萄糖，而是白砂糖。

具体实施方式

实施例一：一种赖氨酸发酵的方法，该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养9小时后移到二级种子罐，种量为0.2％，培养温度为：38-40℃，培养15小时后移入三级种子罐，种量5％，培养9小时后移入350m3发酵罐中进行发酵，三级种接入后，由于糖渗透压低，种子生长旺盛，产生大量的热，使发酵速度加快，经过3小时培养，当底料残糖由原来2％下降到1.4％以下开始连续流加糖，流加的糖为葡萄糖，体积含量为70％、种量为16％、流加糖的前期流加速率缓慢，每小时流加约1.0吨糖，流加糖的中期流加速度快，每小时约流加2吨糖，流加糖的后期每小时流加1.5吨，18小时后，由于长菌期繁殖过快，氮源消耗大，同时开始补充氮源，此时开始流加有机氮源，流加的有机氮源为硫酸铵和氨基酸，硫酸铵的体积百分含量40％、氨基酸的体积百分含量10％，发酵底糖含量2％，采用DCS自控，根据其生长曲线进行连续流加，在连续流加中要控制氮源流速和糖含量，直到发酵结束。

实施例二：一种赖氨酸发酵的方法，该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养11小时后移到二级种子罐，种量为0.25％，培养温度为：38-40℃，培养17小时后移入三级种子罐，种量6％，培养11小时后移入350m3发酵罐中进行发酵，三级种接入后，由于糖渗透压低，种子生长旺盛，产生大量的热，使发酵速度加快，经过4小时培养，当底料残糖由原来4％下降到1.4％以下开始连续流加糖，流加的糖为葡萄糖、体积含量为60％、种量为18％、流加糖的前期流加速率缓慢，每小时流加约1.0吨糖，流加糖的中期流加速度快，每小时约流加2吨糖，流加糖的后期每小时流加1.5吨，16小时后，由于长菌期繁殖过快，氮源消耗大，同时开始补充氮源，此时开始流加有机氮源，流加的有机氮源为硫酸铵和氨基酸，硫酸铵的体积百分含量50％、氨基酸的体积百分含量7％，发酵底糖含量4％，采用DCS自控，根据其生长曲线进行连续流加，在连续流加中要控制氮源流速和糖含量，直到发酵结束。

实施例三：一种赖氨酸发酵的方法，该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养10小时后移到二级种子罐，种量为3％，培养温度为：38-40℃，培养16小时后移入三级种子罐，种量5.2％，培养10小时后移入350m3发酵罐中进行发酵，三级种接入后，由于糖渗透压低，种子生长旺盛，产生大量的热，使发酵速度加快，经过5小时培养，当底料残糖由原来6％下降到1.4％以下开始连续流加糖、流加的糖为葡萄糖、体积含量为65％、种量为14％、流加糖的前期流加速率缓慢，每小时流加约1.0吨糖，流加糖的中期流加速度快，每小时约流加2吨糖，流加糖的后期每小时流加1.5吨，20小时后，由于长菌期繁殖过快，氮源消耗大，同时开始补充氮源，此时开始流加有机氮源，流加的有机氮源为硫酸铵和加氨基酸，硫酸铵的体积百分含量45％、氨基酸的体积百分含量8％，发酵底糖含量6％，采用DCS自控，根据其生长曲线进行连续流加，在连续流加中要控制氮源流速和糖含量，直到发酵结束。

实施例四：一种赖氨酸发酵的方法，该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养10小时后移到二级种子罐，种量为3％，培养温度为：38-40℃，培养16小时后移入三级种子罐，种量5.8％，培养11小时后移入350m3发酵罐中进行发酵，三级种接入后，由于糖渗透压低，种子生长旺盛，产生大量的热，使发酵速度加快，经过5小时培养，当底料残糖由原来6％下降到1.4％以下开始连续流加糖、流加的糖为葡萄糖、体积含量为75％、种量为17％、流加糖的前期流加速率缓慢，每小时流加约1.0吨糖，流加糖的中期流加速度快，每小时约流加2吨糖，流加糖的后期每小时流加1.5吨，15小时后，由于长菌期繁殖过快，氮源消耗大，同时开始补充氮源，此时开始流加有机氮源，流加的有机氮源为硫酸铵和加氨基酸，硫酸铵的体积百分含量43％、氨基酸的体积百分含量9％，发酵底糖含量6％，采用DCS自控，根据其生长曲线进行连续流加，在连续流加中要控制氮源流速和糖含量，直到发酵结束。

实施例五：一种赖氨酸发酵的方法，该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养10小时后移到二级种子罐，种量为0.3％，培养温度为：38-40℃，培养15小时后移入三级种子罐，种量5.1％，培养10小时后移入350m3发酵罐中进行发酵，三级种接入后，由于糖渗透压低，种子生长旺盛，产生大量的热，使发酵速度加快，经过6小时培养，当底料残糖由原来8％下降到1.4％以下开始连续流加糖、流加的糖为葡萄糖、体积含量为71％、种量为16％、流加糖的前期流加速率缓慢，每小时流加约1.0吨糖，流加糖的中期流加速度快，每小时约流加2吨糖，流加糖的后期每小时流加1.5吨，18小时后，由于长菌期繁殖过快，氮源消耗大，同时开始补充氮源，此时开始流加有机氮源，流加的有机氮源为硫酸铵和加氨基酸，硫酸铵的体积百分含量48％、氨基酸的体积百分含量8.8％，发酵底糖含量8％，采用DCS自控，根据其生长曲线进行连续流加，在连续流加中要控制氮源流速和糖含量，直到发酵结束。

Claims

1.一种赖氨酸发酵的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：将菌种从斜面试管到大种子瓶培养9-11小时后移到二级种子罐，种量为0.2-0.3％，培养温度为：38-40℃，培养时间为15-17小时后移入三级种子罐，种量5-6％，培养9-11小时后移入发酵罐中进行发酵，在发酵罐接种后，连续流加糖、流加有机氮源，种量为14-18％，发酵底糖含量2-8％。

2.如权利要求1所述的赖氨酸的发酵方法，其特征在于：所述发酵二级种子底糖为白砂糖。

3.如权利要求1所述的赖氨酸的发酵方法，其特征在于：所述在发酵罐接种后，3-6小时后，当底料残糖≤1.4％时，开始连续流加糖，16-20小时后流加有机氮源。

4.如权利要求3所述的赖氨酸的发酵方法，其特征在于：所述流加的有机氮源为硫酸铵和氨基酸。

5.如权利要求4所述的赖氨酸的发酵方法，其特征在于：所述硫酸铵的体积百分含量为40-50％，所述氨基酸的体积百分含量为7-10％。

6.如权利要求3所述的赖氨酸的发酵方法，其特征在于：所述流加糖为葡萄糖，体积含量为60-75％。