CN103397056A - 一种制备l-氨基酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种制备L-氨基酸的方法，尤其涉及一种利用棉杆水解液发酵制取L-氨基酸的方法，将产L-氨基酸发酵菌种接种于种子培养基中培养获得种子液，然后转接于以棉杆水解液替代葡萄糖作为碳源的发酵培养基中进行发酵。与现有技术相比，本发明发酵培养基中以棉杆水解液作为碳源进行发酵培养L-氨基酸产量和转化率可达到与以葡萄糖为碳源发酵相同的水平。以棉杆水解液作为碳源替代葡萄糖不仅可缓解资源短缺的问题，而且为棉杆的资源化利用开辟了新的途径，可实现废弃资源的循环利用，保护生态环境。另一方面棉杆作为农业废弃物，成本低廉，有效降低L-氨基酸生产成本，具有良好的工业化应用前景。
Description
技术领域
本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种制备L-氨基酸的方法，尤其涉及一种利用棉杆水解液发酵制取L-氨基酸的方法。
背景技术
氨基酸是指含有氨基的羧酸，是合成生物大分子蛋白质的基本组成单位，赋予蛋白质特定的分子结构形态，使它的分子具有生化活性，氨基酸与生物的生命活动有着密切的关系，在生命体代谢过程中发挥着重要的作用。氨基酸广泛应用于食品、医药、饲料和化妆品等行业，氨基酸工业是国民经济中的支柱产业之一。
氨基酸中与羧基直接相连的碳原子上有个氨基，这个碳原子上连的基团或原子都不一样，称手性碳原子，当一束偏振光通过它们时，光的偏振方向将被旋转，根据旋光性的不同，分为左旋和右旋，即L系和D系，一般称D型、L型。如D-丙氨酸是右旋的和L-丙氨酸是左旋的，恰似左、右手，互为镜像。而构成天然蛋白质的氨基酸都是L型。生物界各种蛋白质（除一些细菌的细胞壁中的短肽和个别抗生素外）几乎都是由L-氨基酸所构成的，含D-氨基酸的极少，且只有L-氨基酸才能为人体直接吸收。
目前L-氨基酸的生产方法主要有蛋白质水解法、化学合成法、酶法和微生物发酵法。其中微生物发酵法是大多数氨基酸生产普遍采用的方法，主要是通过传统诱变技术或现代生物技术改变微生物代谢途径，使其转化糖类向目标产物积累的方向进行。目前可用于发酵制取氨基酸的糖类主要是通过小麦、玉米、木薯等淀粉糖水解制得的葡萄糖，如日本味之素公开了一种木薯的直接糖化和使用糖类溶液的氨基酸发酵的方法（公开号为CN1321772的中国专利），木薯首先经干燥至水分含量为16%或更低，然后粉碎至粉末状，在含纤维素酶的水溶液中处理，之后用淀粉液化酶和糖化酶进行酶液化和糖化，从而制得高浓度的糖类水溶液，制备的糖类溶液可作为氨基酸发酵的碳源。随着国家对使用粮食原料发酵的限制，以及国家“十二五规划”提出的要努力提高非粮原料比重，减少玉米等粮食原料的使用量，所以氨基酸发酵行业面临着原料资源短缺、价格上涨等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于针对现有氨基酸发酵行业面临的原料资源短缺、价格上涨等问题，提供一种制备L-氨基酸的方法，采用棉杆水解液替代发酵培养基中的葡萄糖进行发酵，可达到与使用纯葡萄糖发酵相同的水平。
为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种制备L-氨基酸的方法，将产L-氨基酸发酵菌种接种于种子培养基中培养获得种子液，然后转接于以棉杆水解液替代葡萄糖作为碳源的发酵培养基中进行发酵。
优选的，按棉杆水解液中葡萄糖含量计算，所述棉杆水解液替代葡萄糖的比例为10wt%～100wt%。
优选的，所述棉杆水解液是棉杆通过酸法、碱法或蒸汽爆破法预处理后，纤维素酶酶解制得的水解液。
优选的，所述棉杆水解液的制备方法为取棉杆粉碎后，与过量的硫酸水溶液或氢氧化钠水溶液混合后于50～100℃浸泡30～60min，干燥至水分含量为50～75%后在180～210℃的条件下蒸汽爆破5～15min，循环水洗涤至pH值为5～7，与4.0wt%～7.0wt%的酶活为1500U/g～2000U/g的纤维素酶混合后于50～60℃的条件下酶解72～120h、过滤，收集滤液，即得。
优选的，所述种子培养基配方包括：碳源20-30g/L、氮源4-65g/L、无机盐0.01-3g/L，pH7.0-7.2。
优选的，所述发酵培养基配方包括：碳源80-180g/L、氮源10-100g/L、无机盐0.01-10g/L，pH7.0-7.2。
优选的，所述发酵为在往复摇床中振荡培养进行，培养温度30-37℃，转速150-170rpm。
优选的，所述L-氨基酸选自L-谷氨酸、L-赖氨酸、L-色氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-谷氨酰胺和L-精氨酸。
优选的，所述氮源为玉米浆、豆饼水解液、酵母粉、蛋白胨、尿素、硫酸铵、氯化铵、醋酸铵、液氨或氨水中的一种或几种。
优选的，所述无机盐为钾盐、钠盐、镁盐、铁盐、锌盐、锰盐或磷酸盐中的一种或几种。
本发明提供了一种制备L-氨基酸的方法，将产L-氨基酸发酵菌种接种于种子培养基中培养获得种子液，然后转接于以棉杆水解液替代葡萄糖作为碳源的发酵培养基中进行发酵。与现有技术相比，本发明发酵培养基中以棉杆水解液代替葡萄糖为碳源进行发酵培养L-氨基酸产量和转化率可达到与以葡萄糖为碳源发酵相同的水平，甚至有提高。以棉杆水解液作为碳源替代葡萄糖应用于氨基酸发酵行业中，不仅可缓解资源短缺的问题，而且为棉杆的资源化利用开辟了新的途径，可实现废弃资源的循环利用，保护生态环境。另一方面棉杆作为农业废弃物，成本低廉，有效降低L-氨基酸生产成本，具有良好的工业化应用前景。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种制备L-氨基酸的方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种制备L-氨基酸的方法，将产L-氨基酸发酵菌种接种于种子培养基中培养获得种子液，然后转接于以棉杆水解液替代葡萄糖作为碳源的发酵培养基中进行发酵。
目前发酵制取氨基酸通常以葡萄糖或小麦、玉米、木薯等淀粉糖水解制得的葡萄糖作为碳源。棉杆为棉花的副产品，过去大部分棉杆作燃料处理，被白白地烧掉。本发明选用棉杆水解液替代葡萄糖作为碳源发酵制备L-氨基酸可缓解粮食原料短缺的问题，同时由于还能实现农业废弃物资源化利用，既丰富了原料来源，又节省了生产成本。
优选的，按棉杆水解液中葡萄糖含量计算，所述棉杆水解液替代葡萄糖的比例为10wt%～100wt%。例如棉杆水解液中葡萄糖含量为50g/L，发酵培养基中需要葡萄糖100g，加入1L棉杆水解液，这样葡萄糖替代量为50%。更优选为50wt%～100wt%，最优选为100wt%。
优选的，所述棉杆水解液是棉杆通过酸法、碱法或蒸汽爆破法预处理后，纤维素酶酶解制得的水解液。
在一些实施例中，棉杆水解液的制备方法为取棉杆粉碎后，与过量的硫酸水溶液或氢氧化钠水溶液混合后于50～100℃浸泡30～60min，干燥至水分含量为50～75%后在180～210℃的条件下蒸汽爆破5～15min，循环水洗涤至pH值为5～7，与4.0wt%～7.0wt%的酶活为1500U/g～2000U/g的纤维素酶混合后于50～60℃的条件下酶解72～120h、过滤，收集滤液，即得。
本发明所述制备L-氨基酸的方法，首先需要将产L-氨基酸发酵菌种接种于种子培养基中培养活化获得种子液，其中所述种子培养基配方包括：碳源20-30g/L、氮源4-65g/L、无机盐0.01-3g/L，pH7.0-7.2。
在一些实施例中，所述种子培养基还包括维生素B1和维生素H，其中所述维生素B1为50μg/L～3mg/L，维生素H为200μg/L～2mg/L。
本发明所述制备L-氨基酸的方法，将种子液转接于以棉杆水解液替代葡萄糖作为碳源的发酵培养基中进行发酵，其中所述发酵培养基配方包括：碳源80-180g/L、氮源10-100g/L、无机盐0.01-10g/L，pH7.0-7.2。
在一些实施例中，所述发酵培养基还包括维生素B1和维生素H，其中所述维生素B1为5μg/L～5mg/L，维生素H为25μg/L～100μg/L。
本发明所述制备L-氨基酸的方法，所述活化优选为在往复摇床中振荡培养进行。进一步的，所述培养温度优选为30-37℃，更优选为32℃；所述转速优选为150-170rpm，更优选为150rpm。
本发明所述制备L-氨基酸的方法，所述发酵优选为在往复摇床中振荡培养进行。进一步的，所述培养温度优选为30-37℃，更优选为32℃～35℃；所述转速优选为150-170rpm，更优选为150rpm。
本发明所述制备方法适用于所有L-氨基酸，优选为L-谷氨酸、L-赖氨酸、L-色氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-谷氨酰胺和L-精氨酸。
在一些实施例中，所述种子培养基或发酵培养基的氮源优选为玉米浆、豆饼水解液、酵母粉、蛋白胨、尿素、硫酸铵、氯化铵、醋酸铵、液氨或氨水中的一种或几种。
在一些实施例中，所述种子培养基或发酵培养基的无机盐优选为钾盐、钠盐、镁盐、铁盐、锌盐、锰盐或磷酸盐中的一种或几种。
不同氨基酸种子培养基或发酵培养基的配方可能不同。
在一些实施例中，所述L-谷氨酸的种子培养基配方为：葡萄糖20g/L、玉米浆10g/L、豆饼水解液10g/L、磷酸氢二钾3g/L、尿素5g/L，pH7.0-7.2；所述L-谷氨酸的发酵培养基配方为：棉杆水解液80g/L、玉米浆5g/L、豆饼水解液5g/L、硫酸镁0.5g/L、磷酸氢二钾1g/L、糖蜜1g/L、pH7.0-7.2。
在一些实施例中，所述L-赖氨酸的种子培养基配方为：葡萄糖30g/L、玉米浆15g/L、硫酸铵10g/L、磷酸氢二钾1g/L、硫酸镁0.5g/L，pH7.2；所述L-赖氨酸的发酵培养基配方为：棉杆水解液160g/L、硫酸铵50g/L、玉米浆15g/L、硫酸镁0.4g/L、磷酸氢二钾1g/L、糖蜜10-20g/L、豆粕水解液35g/L、碳酸钙50g/L，pH7.0-7.2。
在一些实施例中，所述L-色氨酸的种子培养基配方为：葡萄糖30g/L、玉米浆40g/L、硫酸铵5g/L、豆粕水解液20g/L、磷酸二氢钾1g/L，硫酸镁0.4g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B1300μg/L，维生素H200μg/L，pH7.2；所述L-色氨酸的发酵培养基配方为：棉杆水解液100g/L、硫酸铵40g/L、玉米浆22g/L、豆粕水解液25g/L、硫酸镁0.4g/L、磷酸二氢钾10g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B1100μg/L、维生素H50μg/L，pH7.2。
在一些实施例中，所述L-苏氨酸的种子培养基配方为：葡萄糖25g/L、硫酸铵2g/L、尿素2g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.4g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B1100μg/L、维生素H300μg/L、pH7.0；所述L-苏氨酸的发酵培养基配方为：棉杆水解液130g/L、硫酸铵20g/L、磷酸二氢钾2.5g/L、硫酸镁0.4g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B15μg/L、维生素H50μg/L，pH7.0。
在一些实施例中，所述L-异亮氨酸的种子培养基配方为：葡萄糖30g/L、醋酸铵3g/L、尿素2g/L、豆粕水解液2g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.4g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B13mg/L，维生素H2mg/L，pH7.2；所述L-异亮氨酸的发酵培养基配方为：棉杆水解液120g/L、硫酸铵40g/L、豆粕水解液20g/L、磷酸氢二钾3g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸锰0.015g/L、硫酸亚铁0.015g/L、维生素B15mg/L，维生素H100μg/L、碳酸钙30g/L，pH7.2。
在一些实施例中，所述L-缬氨酸的种子培养基配方为：葡萄糖25g/L、硫酸铵5g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.5g/L、玉米浆35g/L、碳酸钙10g/L，pH7.0；所述L-缬氨酸的发酵培养基配方为：棉杆水解液140g/L、硫酸铵50g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B150μg/L、维生素H25μg/L、玉米浆50g/L、碳酸钙40g/L，pH7.0。
在一些实施例中，所述L-谷氨酰胺的种子培养基配方为：葡萄糖20g/L、玉米浆30g/L、磷酸氢二钾1g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、硫酸镁0.4g/L，尿素5.5g/L，pH7.0；所述L-谷氨酰胺的发酵培养基配方为：棉杆水解液160g/L，氯化铵40g/L、玉米浆5g/L、磷酸氢二钾0.5g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、硫酸镁0.5g/L，硫酸锰0.025g/L，硫酸亚铁0.025g/L、硫酸锌0.005g/L、尿素14g/L、碳酸钙10g/L，pH7.0。
在一些实施例中，所述L-精氨酸的种子培养基配方为：葡萄糖30g/L、玉米浆20g/L、硫酸铵20g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.5g/L、尿素1.5g/L，pH7.0；所述L-精氨酸的发酵培养基配方为：棉杆水解液120g/L、硫酸铵45g/L、玉米浆25g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.5g/L、碳酸钙30g/L，pH7.0。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的方法进行详细说明。其中，用于发酵的微生物，可以使用各种氨基酸发酵所公知的微生物。如L-谷氨酸发酵菌为黄色短杆菌ATCC14067；L-赖氨酸发酵菌种为谷氨酸棒杆菌FREM-P1709；L-色氨酸发酵菌种为谷氨酸棒杆菌FREM-P7128；L-苏氨酸发酵菌种为嗜乙酰乙酸棒杆菌FERM BP-1172；L-异亮氨酸发酵菌种为黄色短杆菌FREM-P3672；L-缬氨酸发酵菌种为黄色短杆菌FERM-P512；L-谷氨酰胺发酵菌种为黄色短杆菌ATCC10340；L-精氨酸发酵菌种为谷氨酸棒杆菌ATCC138761。
实施例1：
将已活化的产L-谷氨酸菌种黄色短杆菌ATCC14067接种于已灭菌的摇瓶种子培养基中，种子培养基配方为：葡萄糖20g/L、玉米浆10g/L、豆饼水解液10g/L、磷酸氢二钾3g/L、尿素5g/L，pH7.0-7.2；放入往复摇床32℃，150rpm条件下振荡培养，培养12h后取出。
按照10%接种量将种子培养液接入已灭菌的摇瓶发酵培养基中，发酵培养基配方为：葡萄糖80g/L、玉米浆5g/L、豆饼水解液5g/L、硫酸镁0.5g/L、磷酸氢二钾1g/L、糖蜜1g/L、pH7.0-7.2。其中不同摇瓶中分别按棉杆水解液中葡萄糖含量计算，棉杆水解液以按照10%～100%比例替代发酵培养基中的葡萄糖，放入往复摇床中34℃，150rpm振荡培养，发酵培养基中加入苯酚红作为指示剂，培养过程中采用40%尿素调节pH，使其维持在7.0，发酵18h后停止发酵，测定培养基中积累的谷氨酸含量，结果如表1。
表1不同替代比例下培养基中积累的谷氨酸含量
| 棉杆水解液替代量（%） | L-谷氨酸含量（g/L） |
| 0 | 32 |
| 10 | 30 |
| 20 | 31 |
| 30 | 32 |
| 50 | 34 |
| 100 | 35 |
采用棉杆水解液按照葡萄糖当量100%替代葡萄糖进行谷氨酸发酵，谷氨酸产量与葡萄糖组相比提高了9%，谷氨酸生产成本下降了8%。
实施例2：
将已活化的产L-赖氨酸菌种谷氨酸棒杆菌FREM-P1709接种于已灭菌的摇瓶种子培养基中，种子培养基配方为：葡萄糖30g/L、玉米浆15g/L、硫酸铵10g/L、磷酸氢二钾1g/L、硫酸镁0.5g/L，pH7.2；放入往复摇床30℃，150rpm条件下振荡培养，培养12h后取出。
按照10%接种量将种子培养液接入已灭菌的摇瓶发酵培养基中，发酵培养基配方为：葡萄糖160g/L、硫酸铵50g/L、玉米浆15g/L、硫酸镁0.4g/L、磷酸氢二钾1g/L、糖蜜10-20g/L、豆粕水解液35g/L、碳酸钙50g/L，pH7.0-7.2。其中替代组摇瓶中以棉杆水解液按照葡萄糖当量100%替代发酵培养基中的葡萄糖，放入往复摇床中30℃，150rpm振荡培养，发酵72h后停止发酵，测定培养基中积累的赖氨酸含量，葡萄糖组赖氨酸产量达到58g/L，棉杆水解液替代组赖氨酸达到60g/L，与葡萄糖组相比产量提高了3.4%，赖氨酸生产成本下降了12%。
实施例3：
将已活化的产L-色氨酸菌种谷氨酸棒杆菌FREM-P7128接种于已灭菌的摇瓶种子培养基中，种子培养基配方为：葡萄糖30g/L、玉米浆40g/L、硫酸铵5g/L、豆粕水解液20g/L、磷酸二氢钾1g/L，硫酸镁0.4g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B1300μg/L，维生素H200μg/L，pH7.2；放入往复摇床32℃，150rpm条件下振荡培养，培养16h后取出。
按照10%接种量将种子培养液接入已灭菌的摇瓶发酵培养基中，发酵培养基配方为：葡萄糖100g/L、硫酸铵40g/L、玉米浆22g/L、豆粕水解液25g/L、硫酸镁0.4g/L、磷酸二氢钾10g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B1100μg/L、维生素H50μg/L，pH7.2。其中替代组摇瓶中以棉杆水解液按照葡萄糖当量100%替代发酵培养基中的葡萄糖，放入往复摇床中32℃，150rpm振荡培养，发酵72h后停止发酵，测定培养基中积累的色氨酸含量，葡萄糖组色氨酸产量达到5.4g/L，棉杆水解液替代组色氨酸达到5.2g/L。
实施例4：
将已活化的产L-苏氨酸菌种嗜乙酰乙酸棒杆菌FERM BP-1172接种于已灭菌的摇瓶种子培养基中，种子培养基配方为：葡萄糖25g/L、硫酸铵2g/L、尿素2g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.4g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B1100μg/L、维生素H300μg/L、pH7.0；放入往复摇床37℃，150rpm条件下振荡培养，培养12h后取出。
按照10%接种量将种子培养液接入已灭菌的摇瓶发酵培养基中，发酵培养基配方为：葡萄糖130g/L、硫酸铵20g/L、磷酸二氢钾2.5g/L、硫酸镁0.4g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B15μg/L、维生素H50μg/L，pH7.0。其中替代组摇瓶中以棉杆水解液按照葡萄糖当量100%替代发酵培养基中的葡萄糖，放入往复摇床中32℃，150rpm振荡培养，发酵36h后停止发酵，测定培养基中积累的苏氨酸含量，葡萄糖组苏氨酸产量达到65g/L，棉杆水解液替代组苏氨酸达到68g/L。
实施例5：
将已活化的产L-异亮氨酸菌种黄色短杆菌FREM-P3672接种于已灭菌的摇瓶种子培养基中，种子培养基配方为：葡萄糖30g/L、醋酸铵3g/L、尿素2g/L、豆粕水解液2g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.4g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B13mg/L，维生素H2mg/L，pH7.2；放入往复摇床31℃，150rpm条件下振荡培养，培养45h后取出。
按照10%接种量将种子培养液接入已灭菌的摇瓶发酵培养基中，发酵培养基配方为：葡萄糖120g/L、硫酸铵40g/L、豆粕水解液20g/L、磷酸氢二钾3g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸锰0.015g/L、硫酸亚铁0.015g/L、维生素B15mg/L，维生素H100μg/L、碳酸钙30g/L，pH7.2。其中替代组摇瓶中以棉杆水解液按照葡萄糖当量100%替代发酵培养基中的葡萄糖，放入往复摇床中31℃，150rpm振荡培养，发酵96h后停止发酵，测定培养基中积累的异亮氨酸含量，葡萄糖组异亮氨酸产量达到18g/L，棉杆水解液替代组异亮氨酸达到18g/L。
实施例6：
将已活化的产L-缬氨酸菌种黄色短杆菌FERM-P512接种于已灭菌的摇瓶种子培养基中，种子培养基配方为：葡萄糖25g/L、硫酸铵5g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.5g/L、玉米浆35g/L、碳酸钙10g/L，pH7.0；放入往复摇床32℃，150rpm条件下振荡培养，培养24h后取出。
按照10%接种量将种子培养液接入已灭菌的摇瓶发酵培养基中，发酵培养基配方为：葡萄糖140g/L、硫酸铵50g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸亚铁0.01g/L、维生素B150μg/L、维生素H25μg/L、玉米浆50g/L、碳酸钙40g/L，pH7.0。其中替代组摇瓶中以棉杆水解液按照葡萄糖当量100%替代发酵培养基中的葡萄糖，放入往复摇床中32℃，150rpm振荡培养，发酵96h后停止发酵，测定培养基中积累的缬氨酸含量，葡萄糖组缬氨酸产量达到32g/L，棉杆水解液替代组异亮氨酸达到33g/L。
实施例7：
将已活化的产L-谷氨酰胺菌种黄色短杆菌ATCC10340接种于已灭菌的摇瓶种子培养基中，种子培养基配方为：葡萄糖20g/L、玉米浆30g/L、磷酸氢二钾1g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、硫酸镁0.4g/L，尿素5.5g/L，pH7.0；放入往复摇床31℃，150rpm条件下振荡培养，培养12h后取出。
按照10%接种量将种子培养液接入已灭菌的摇瓶发酵培养基中，发酵培养基配方为：葡萄糖160g/L，氯化铵40g/L、玉米浆5g/L、磷酸氢二钾0.5g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、硫酸镁0.5g/L，硫酸锰0.025g/L，硫酸亚铁0.025g/L、硫酸锌0.005g/L、尿素14g/L、碳酸钙10g/L，pH7.0。其中替代组摇瓶中以棉杆水解液按照葡萄糖当量100%替代发酵培养基中的葡萄糖，放入往复摇床中35℃，170rpm振荡培养，发酵72h后停止发酵，测定培养基中积累的谷氨酰胺含量，葡萄糖组谷氨酰胺产量达到38.4g/L，棉杆水解液替代组谷氨酰胺达到38.5g/L。
实施例8：
将已活化的产L-精氨酸菌种谷氨酸棒杆菌ATCC138761接种于已灭菌的摇瓶种子培养基中，种子培养基配方为：葡萄糖30g/L、玉米浆20g/L、硫酸铵20g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.5g/L、尿素1.5g/L，pH7.0；放入往复摇床30℃，150rpm条件下振荡培养，培养24h后取出。
按照10%接种量将种子培养液接入已灭菌的摇瓶发酵培养基中，发酵培养基配方为：葡萄糖120g/L、硫酸铵45g/L、玉米浆25g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸镁0.5g/L、碳酸钙30g/L，pH7.0。其中替代组摇瓶中以棉杆水解液按照葡萄糖当量100%替代发酵培养基中的葡萄糖，放入往复摇床中35℃，150rpm振荡培养，发酵96h后停止发酵，测定培养基中积累的精氨酸含量，葡萄糖组精氨酸产量达到27.5g/L，棉杆水解液替代组精氨酸达到27.3g/L。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种制备L-氨基酸的方法，其特征在于，将产L-氨基酸发酵菌种接种于种子培养基中培养获得种子液，然后转接于以棉杆水解液替代葡萄糖作为碳源的发酵培养基中进行发酵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按棉杆水解液中葡萄糖含量计算，所述棉杆水解液替代葡萄糖的比例为10wt%～100wt%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棉杆水解液是棉杆通过酸法、碱法或蒸汽爆破法预处理后，纤维素酶酶解制得的水解液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棉杆水解液的制备方法为取棉杆粉碎后，与过量的硫酸水溶液或氢氧化钠水溶液混合后于50～100℃浸泡30～60min，干燥至水分含量为50～75%后在180～210℃的条件下蒸汽爆破5～15min，循环水洗涤至pH值为5～7，与4.0wt%～7.0wt%的酶活为1500U/g～2000U/g的纤维素酶混合后于50～60℃的条件下酶解72～120h、过滤，收集滤液，即得。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述种子培养基配方包括：碳源20-30g/L、氮源4-65g/L、无机盐0.01-3g/L，pH7.0-7.2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基配方包括：碳源80-180g/L、氮源10-100g/L、无机盐0.01-10g/L，pH7.0-7.2。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵为在往复摇床中振荡培养进行，培养温度30-37℃，转速150-170rpm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述L-氨基酸选自L-谷氨酸、L-赖氨酸、L-色氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-谷氨酰胺和L-精氨酸。
9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述氮源为玉米浆、豆饼水解液、酵母粉、蛋白胨、尿素、硫酸铵、氯化铵、醋酸铵、液氨或氨水中的一种或几种。
10.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述无机盐为钾盐、钠盐、镁盐、铁盐、锌盐、锰盐或磷酸盐中的一种或几种。
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