CN101323867A - 生物发酵法工业化生产l-色氨酸的发酵工艺 - Google Patents

生物发酵法工业化生产l-色氨酸的发酵工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了生物发酵法工业化生产L－色氨酸的发酵工艺，首先，菌种在液体培养基中培养得到成熟的种子；然后，成熟的种子移入发酵罐的发酸培养基中发酵代谢产生的L－色氨酸。本发明的发酵工艺应用于微生物发酵生产L－色氨酸，生产工艺简单，L－色氨酸的生产效率高。

Description

生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺
技术领域
本发明涉及生物发酵工艺，具体涉及生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺。
背景技术
目前，生物发酵生产L-色氨酸的研究基于实验室阶段，实验室阶段的技术参数尚不能应用于工业化生产，尤其是发酵直接影响L-色氨酸的生产效率。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺，采用该发酵工艺工业化生产L-色氨酸，有利于提高L-色氨酸的生产效率。
本发明的技术解决方案是：首先，菌种在液体培养基中培养得到成熟的种子，然后，成熟的种子移入发酵罐的发酸培养基中发酵代谢产生L-色氨酸。
其中，2.4T液体种子培养基由水中加入以下组份组成：酵母浸出粉18kg、柠檬酸三钠3.6kg、MgSO4.7H2O 7.56kg、(NH4)2SO4 4.8kg、KH2PO4 1.8kg、KCl 4.56kg、FeSO4.7H2O6.72kg、钼酸铵0.672g、硼酸12g、CoCl2.6H2O 3.36g、MnSO4.H2O 1.2g、CuSO4.7H2O 1.2g、ZnSO4.7H2O 1.44g、Na2SO4 1.2g、VB1 57.6g、消泡剂0.72kg、TC 6g、糖96kg。
其中，22T发酵培养基由水中加入以下组份组成：酵母浸出粉22kg、柠檬酸三钠.H2O22kg、柠檬酸22kg、MgSO469.3kg、(NH4)2SO4 66kg、KH2PO4 33kg、KCl 41.8kg、FeSO4.7H2O 1.66kg、钼酸铵6.16kg、H3BO3 110g、CoCl2.6H2O 61.6g、CuSO4.5H2O 22g、MnSO4.H2O 22g、ZnSO4.7H2O 26.4g、Na2SO4 110g、消泡剂6.6kg、糖330kg。
其中，成熟种子的培养方法包括以下步骤：①空罐灭菌：0.15-0.2Mpa保压30分钟；②实罐灭菌：液体种子培养基投入罐，4T种子罐配2.4T种子培养基，调pH至7.0，关闭罐盖，夹套加热至90℃，直接进蒸汽加热到121℃，0.1Mpa压力保温10分钟；③冷却：灭菌完毕冷却降温至36℃，待接种；④接种：采用压差法将菌液接入罐内，接种温度35-36℃，pH6.8-7.0，压力0.1Mpa，打开接种口防护盖，用浸泡过95％乙醇的棉花圈圈住接种口，点燃棉花圈，接种瓶移至点燃棉花圈接种口旁，慢慢旋开接种瓶针头保护塞，迅速将接种瓶针头插入接种口，移开棉花圈并熄灭，缓缓打开罐上排气阀，调压0.05-0.1Mpa，接种量10％，接种结束后，用浸过75％乙醇的棉花球放置在接种口上，拨出接种针头，旋上接种口防护盖，开始培养；⑤培养：培养温度36℃、罐压0.03Mpa、风量0.6-1.2m3/h、pH6.5、搅拌转速400-700rpm、溶氧20％以上、培养时间12-18小时、最终OD660nm：15-20、最终葡萄糖含量小于10g/l。
其中，发酵培养包括以下步骤：①空罐灭菌：0.15-0.17Mpa压力、温度128℃灭菌30分钟；②实罐灭菌：发酵培养基投入罐中，30T罐加22T培养基，关闭罐盖，夹套预热到95-105℃，直接进蒸气加热到121℃，压力0.1Mpa，保温10分钟，冷却降温至36℃，氨调pH6.5接种；③接种：采用压差法将种子液压入罐内培养；④培养：培养温度36℃，罐压0.03Mpa，风量0.6-1.1m3/h，pH6.5，搅拌转速400-700rpm，发酵终止时色氨酸生成速度在20-60g/l、糖浓度1.2g/l。
其中，发酵结束后，放罐前在发酵罐内加千分之一的明矾，发酵液加热至80℃，立即降温至37℃，用压缩空气压至发酵液储存罐。
其中，菌液的制备：取长得丰满无杂菌已培养好的茄子瓶菌种1瓶，加入无菌生理盐水50ml，刮下菌体，倒入带有玻璃珠的无菌茄子瓶内，塞好带有针头的橡皮塞，用铜夹固定，用纱布保护接种针头，在无菌室内将菌液打碎备用。
本发明的发酵工艺应用于微生物发酵生产L-色氨酸，生产工艺简单，L-色氨酸的生产效率高。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实例1：首先，菌种在液体培养基中培养得到成熟的种子，然后，成熟的种子移入发酵罐的发酸培养基中发酵代谢产生的L-色氨酸。
其中，2.4T液体种子培养基由水中加入以下组份组成，酵母浸出粉18kg、柠檬酸三钠3.6kg、MgSO4.7H2O 7.56kg、(NH4)2SO4 4.8kg、KH2PO4 1.8kg、KCl 4.56kg、FeSO4.7H2O6.72kg、钼酸铵0.672g、硼酸12g、CoCl2.6H2O 3.36g、MnSO4.H2O 1.2g、CuSO4.7H2O 1.2g、ZnSO4.7H2O 1.44g、Na2SO4 1.2g、VB1 57.6g、消泡剂0.72kg、TC 6g、糖96kg。
其中，22T发酵培养基由水中加入以下组份组成：酵母浸出粉22kg、柠檬酸三钠.H2O22kg、柠檬酸22kg、MgSO469.3kg、(NH4)2SO4 66kg、KH2PO4 33kg、KCl 41.8kg、FeSO4.7H2O 1.66kg、钼酸铵6.16kg、H3BO3 110g、CoCl2.6H2O 61.6g、CuSO4.5H2O 22g、MnSO4.H2O 22g、ZnSO4.7H2O 26.4g、Na2SO4 110g、消泡剂6.6kg、糖330kg。
其中，成熟种子的培养方法包括以下步骤：①空罐灭菌：0.15Mpa，保压30分钟；②实罐灭菌：液体种子培养基投入罐，4T种子罐配2.4T种子培养基，调pH至7.0，关闭罐盖，夹套加热至90℃，直接进蒸汽加热到121℃，0.1Mpa压力保温10分钟；③冷却：灭菌完毕冷却降温至36℃，待接种；④接种：采用压差法将菌液接入罐内，接种温度35℃，pH6.8，压力0.1Mpa，打开接种口防护盖，用浸泡过95％乙醇的棉花圈圈住接种口，点燃棉花圈，接种瓶移至点燃棉花圈接种口旁，慢慢旋开接种瓶针头保护塞，迅速将接种瓶针头插入接种口，移开棉花圈并熄灭，缓缓打开罐上排气阀，调压0.05Mpa，接种量10％，接种结束后，用浸过75％乙醇的棉花球放置在接种口上，拨出接种针头，旋上接种口防护盖，开始培养；⑤培养：培养温度36℃、罐压0.03Mpa、风量0.6m3/h、pH6.5、搅拌转速400rpm、溶氧20％以上、培养时间12小时、最终OD660nm：15、最终葡萄糖含量小于10g/l。
其中，发酵培养包括以下步骤：①空罐灭菌：0.15Mpa压力，温度128℃灭菌30分钟；②实罐灭菌：发酵培养基投入罐中，30T罐加22T培养基，关闭罐盖，夹套预热泪盈眶到95℃，直接进蒸流加热到121℃，压力0.1Mpa，保温10分钟，冷却降温至36℃，氨调pH6.5接种；③接种：采用压差法将种子液压入罐内培养；④培养：培养温度36℃，罐压0.03Mpa，风量0.6m3/h，pH6.5，搅拌转速400rpm，发酵结束时色氨酸生成速度20g/l、糖浓度1.2g/l。
其中，发酵结束后，放罐前在发酵罐内加千分之一的明矾，发酵液加热至80℃，立即降温至37℃，用压缩空气压至发酵液储存罐。
其中，菌液的制备：取长得丰满无杂菌已培养好的茄子瓶菌咱1瓶，加入无菌生理盐水50ml，刮下菌体，倒入带有玻璃珠的无菌茄子瓶内，塞好带有针头的橡皮塞，用铜夹固定，用纱布保护接种针头，在无菌室内将菌种悬浮液打碎备用。
实例2：首先，菌种在液体培养基中培养得到成熟的种子，然后，成熟的种子移入发酵罐的发酸培养基中发酵代谢产生的L-色氨酸。
其中，2.4T液体种子培养基由水中加入以下组份组成，酵母浸出粉18kg、柠檬酸三钠3.6kg，MgSO4.7H2O 7.56kg、(NH4)2SO4 4.8kg、KH2PO4 1.8kg、KCl 4.56kg、FeSO4.7H2O6.72kg、钼酸铵0.672g、硼酸12g、CoCl2.6H2O 3.36g、MnSO4.H2O 1.2g、CuSO4.7H2O 1.2g、ZnSO4.7H2O 1.44g、Na2SO4 1.2g、VB1 57.6g、消泡剂0.72kg、TC 6g、糖96kg。
其中，22T发酵培养基由水中加入以下组份组成：酵母浸出粉22kg、柠檬酸三钠.H2O22kg、柠檬酸22kg、MgSO469.3kg、(NH4)2SO4 66kg、KH2PO4 33kg、KCl 41.8kg、FeSO4.7H2O 1.66kg、钼酸铵6.16kg、H3BO3 110g、CoCl2.6H2O 61.6g、CuSO4.5H2O 22g、MnSO4.H2O 22g、ZnSO4.7H2O 26.4g、Na2SO4 110g、消泡剂6.6kg、糖330kg。
其中，成熟种子的培养方法包括以下步骤：①空罐灭菌：0.18Mpa，保压30分钟；②实罐灭菌：液体种子培养基投入罐，4T种子罐配2.4T种子培养基，调pH至7.0，关闭罐盖，夹套加热至90℃，直接进蒸汽加热到121℃，0.1Mpa压力保温10分钟；③冷却：灭菌完毕冷却降温至36℃，待接种；④接种：采用压差法将菌液接入罐内，接种温度35.5℃，pH6.9，压力0.1Mpa，打开接种口防护盖，用浸泡过95％乙醇的棉花圈圈住接种口，点燃棉花圈，接种瓶移至点燃棉花圈接种口旁，慢慢旋开接种瓶针头保护塞，迅速将接种瓶针头插入接种口，移开棉花圈并熄灭，缓缓打开罐上排气阀，调压0.5Mpa，接种量10％，接种结束后，用浸过75％乙醇的棉花球放置在接种口上，拨出接种针头，旋上接种口防护盖，开始培养；⑤培养：培养温度36℃、罐压0.03Mpa、风量0.9m3/h、pH6.5、搅拌转速550rpm、溶氧20％以上、培养时间15小时、最终OD660nm：17、最终葡萄糖含量小于10g/l。
其中，发酵培养包括以下步骤：①空罐灭菌：0.16Mpa压力，温度128℃灭菌30分钟；②实罐灭菌：发酵培养基投入罐中，30T罐加22T培养基，关闭罐盖，夹套预热泪盈眶到100℃，直接进蒸流加热到121℃，压力0.1Mpa，保温10分钟，冷却降温至36℃，氨调pH6.5接种；③接种：采用压差法将种子液压入罐内培养；④培养：培养温度36℃，罐压0.03Mpa，风量0.85m3/h，pH6.5，搅拌转速550rpm，发酵结束时色氨酸生成速度40g/l、糖浓度1.2g/l。
其中，发酵结束后，放罐前在发酵罐内加千分之一的明矾，发酵液加热至80℃，立即降温至37℃，用压缩空气压至发酵液储存罐。
其中，菌液的制备：取长得丰满无杂菌已培养好的茄子瓶菌咱1瓶，加入无菌生理盐水50ml，刮下菌体，倒入带有玻璃珠的无菌茄子瓶内，塞好带有针头的橡皮塞，用铜夹固定，用纱布保护接种针头，在无菌室内将菌种悬浮液打碎备用。
实例3：首先，菌种在液体培养基中培养得到成熟的种子，然后，成熟的种子移入发酵罐的发酸培养基中发酵代谢产生的L-色氨酸。
其中，2.4T液体种子培养基由水中加入以下组份组成，酵母浸出粉18kg、柠檬酸三钠3.6kg，MgSO4.7H2O 7.56kg、(NH4)2SO4 4.8kg、KH2PO4 1.8kg、KCl 4.56kg、FeSO4.7H2O6.72kg、钼酸铵0.672g、硼酸12g、CoCl2.6H2O 3.36g、MnSO4.H2O 1.2g、CuSO4.7H2O 1.2g、ZnSO4.7H2O 1.44g、Na2SO4 1.2g、VB1 57.6g、消泡剂0.72kg、TC 6g、糖96kg。
其中，22T发酵培养基由水中加入以下组份组成：酵母浸出粉22kg、柠檬酸三钠.H2O22kg、柠檬酸22kg、MgSO469.3kg、(NH4)2SO4 66kg、KH2PO4 33kg、KCl 41.8kg、FeSO4.7H2O 1.66kg、钼酸铵6.16kg、H3BO3 110g、CoCl2.6H2O 61.6g、CuSO4.5H2O 22g、MnSO4.H2O 22g、ZnSO4.7H2O 26.4g、Na2SO4 110g、消泡剂6.6kg、糖330kg。
其中，成熟种子的培养方法包括以下步骤：①空罐灭菌：0.2Mpa，保压30分钟；②实罐灭菌：液体种子培养基投入罐，4T种子罐配2.4T种子培养基，调pH至7.0，关闭罐盖，夹套加热至90℃，直接进蒸汽加热到121℃，0.1Mpa压力保温10分钟；③冷却：灭菌完毕冷却降温至36℃，待接种；④接种：采用压差法将菌液接入罐内，接种温度36℃，pH7.0，压力0.1Mpa，打开接种口防护盖，用浸泡过95％乙醇的棉花圈圈住接种口，点燃棉花圈，接种瓶移至点燃棉花圈接种口旁，慢慢旋开接种瓶针头保护塞，迅速将接种瓶针头插入接种口，移开棉花圈并熄灭，缓缓打开罐上排气阀，调压0.1Mpa，接种量10％，接种结束后，用浸过75％乙醇的棉花球放置在接种口上，拨出接种针头，旋上接种口防护盖，开始培养；⑤培养：培养温度36℃、罐压0.03Mpa、风量1.2m3/h、pH6.5、搅拌转速700rpm、溶氧20％以上、培养时间18小时、最终OD660nm：20、最终葡萄糖含量小于10g/l。
其中，发酵培养包括以下步骤：①空罐灭菌：0.17Mpa压力，温度128℃灭菌30分钟；②实罐灭菌：发酵培养基投入罐中，30T罐加22T培养基，关闭罐盖，夹套预热泪盈眶到105℃，直接进蒸流加热到121℃，压力0.1Mpa，保温10分钟，冷却降温至36℃，氨调pH6.5接种；③接种：采用压差法将种子液压入罐内培养；④培养：培养温度36℃，罐压0.03Mpa，风量1.1m3/h，pH6.5，搅拌转速700rpm，发酵结束时色氨酸生成速度60g/l、糖浓度1.2g/l。
其中，发酵结束后，放罐前在发酵罐内加千分之一的明矾，发酵液加热至80℃，立即降温至37℃，用压缩空气压至发酵液储存罐。
其中，菌液的制备：取长得丰满无杂菌已培养好的茄子瓶菌咱1瓶，加入无菌生理盐水50ml，刮下菌体，倒入带有玻璃珠的无菌茄子瓶内，塞好带有针头的橡皮塞，用铜夹固定，用纱布保护接种针头，在无菌室内将菌种悬浮液打碎备用。

Claims (7)

1.生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺，其特征在于该发酵工艺包括以下步骤：首先，菌种在液体培养基中培养得到成熟的种子；然后，成熟的种子移入发酵罐的发酸培养基中发酵代谢产生的L-色氨酸。
2.根据权利要求1所述的生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺，其特征在于：其中，2.4T液体种子培养基由水中加入以下组份组成，酵母浸出粉18kg、柠檬酸三钠3.6kg、MgSO4.7H2O 7.56kg、(NH4)2SO4 4.8kg、KH2PO41.8kg、KCl 4.56kg、FeSO4.7H2O 6.72kg、钼酸铵0.672g、硼酸12g、CoCl2.6H2O 3.36g、MnSO4.H2O 1.2g、CuSO4.7H2O1.2g、ZnSO4.7H2O 1.44g、Na2SO4 1.2g、VB1 57.6g、消泡剂0.72kg、TC 6g、糖96kg。
3.根据权利要求1所述的生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺，其特征在于：其中，22T发酵培养基由水中加入以下组份组成，酵母浸出粉22kg、柠檬酸三钠.H2O22kg、柠檬酸22kg、MgSO4 69.3kg、(NH4)2SO466kg、KH2PO4 33kg、KCl 41.8kg、FeSO4.7H2O 1.66kg、钼酸铵6.16kg、H3BO3 110g、CoCl2.6H2O 61.6g、CuSO4.5H2O22g、MnSO4.H2O 22g、ZnSO4.7H2O 26.4g、Na2SO4 110g、消泡剂6.6kg、糖330kg。
4.根据权利要求1所述的生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺，其特征在于：其中，成熟种子的培养方法包括以下步骤：①空罐灭菌：0.15-0.2Mpa，保压30分钟；②实罐灭菌：液体种子培养基投入罐，4T种子罐配2.4T种子培养基，调pH至7.0，关闭罐盖，夹套加热一至90℃，直接进蒸汽加热到121℃，0.1Mpa压力保温10分钟；③冷却：灭菌完毕冷却降温至36℃，待接种；④接种：采用压差法将菌液接入罐内，接种温度35-36℃，pH6.8-7.0，压力0.1Mpa，打开接种口防护盖，用浸泡过95％乙醇的棉花圈圈住接种口，点燃棉花圈，接种瓶移至点燃棉花圈接种口旁，慢慢旋开接种瓶针头保护塞，迅速将接种瓶针头插入接种口，移开棉花圈并熄灭，缓缓打开罐上排气阀，调压0.05-0.1Mpa，接种量10％，接种结束后，用浸过75％乙醇的棉花球放置在接种口上，拨出接种针头，旋上接种口防护盖，开始培养；⑤培养：培养温度36℃、罐压0.03Mpa、风量0.6-1.2m3/h、pH6.5、搅拌转速400-700rpm、溶氧20％以上、培养时间12-18小时、最终OD660nm：15-20、最终葡萄糖含量小于10g/l。
5.根据权利要求1所述的生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺，其特征在于：其中，发酵培养包括以下步骤：①空罐灭菌：0.15-0.17Mpa压力，温度128℃灭菌30分钟；②实罐灭菌：发酵培养基投入罐中，30T罐加22T培养基，关闭罐盖，夹套预热到95-105℃，直接进蒸流加热到121℃，压力0.1Mpa，保温10分钟，冷却降温至36℃，氨调pH6.5等接种；③接种：采用压差法将种子液压入罐内培养；④培养：培养温度36℃，罐压0.03Mpa，风量0.6-1.1m3/h，pH6.5，搅拌转速400-700rpm，发酵结束时色氨酸生成速度在20-60g/l、糖浓度1.2g/l。
6.根据权利要求5所述的生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺，其特征在于：其中，发酵结束后，放罐前在发酵罐内加千分之一的明矾，发酵液加热至80℃，立即降温至37℃，用压缩空气压至发酵液储存罐。
7.根据权利要求4所述的生物发酵法工业化生产L-色氨酸的发酵工艺，其特征在于菌液的制备：取长得丰满无杂菌已培养好的茄子瓶菌种1瓶，加入无菌生理盐水50ml，刮下菌体，倒入带有玻璃珠的无菌茄子瓶内，塞好带有针头的橡皮塞，用铜夹固定，用纱布保护接种针头，在无菌室内将菌液打碎备用。
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