CN103627775A - 提高2-酮基-l-古龙酸发酵生产效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其包括以下步骤：将培养好的生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液接入到含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%；用50%磷酸溶液把PH值调节至4.5~5.0，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值至6.7~7.3，并加入胰酪蛋白胨。本发明有效提高混菌系生物合成2-KLG的速率，达到提高发酵生产效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高生产效率的方法，特别是涉及一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法。
背景技术
2-酮基-L-古龙酸（以下简称2-KLG）是合成维生素C的重要中间体，目前国内主要维生素C生产商均采用“二步发酵法”生产工艺，此工艺的关键步骤是其第二步发酵过程：L-山梨糖在普通生酮基古龙酸菌（Ketogulonigenium vulgare俗称小菌）和巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium俗称大菌）组成的混合菌系作用下被生物氧化为2-KLG，其中普通生酮基古龙酸菌产2-KLG，巨大芽孢杆菌为伴生菌，不产2-KLG，由于该发酵工艺采用混菌发酵模式，其很难有效控制发酵生产过程中的混菌比例达到理想状态，在实际生产中仍存在周期长、能耗高等制约生产效率的技术瓶颈问题，因此通过改进原有的发酵生产工艺调节混菌比例，提高2-KLG发酵生产效率是非常重要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其通过使用酸碱调节发酵PH值，改变发酵液的环境，调节巨大芽孢杆菌和普通生酮基古龙酸菌的生理状态，并在发酵过程中添加胰酪蛋白胨（酪蛋白胨），从而有效提高混菌系生物合成2-KLG的速率，达到提高发酵生产效率的目的。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其特征在于，其包括以下步骤：将培养好的生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液接入到含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%；用50%磷酸溶液把PH值调节至4.5~5.0，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值至6.7~7.3，并加入胰酪蛋白胨。
优选地，所述发酵容器采用10升自动发酵罐。
优选地，所述胰酪蛋白胨的添加量为0.05%~0.3%。
优选地，所述生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液的体积为1升。
本发明的积极进步效果在于：本发明工艺可以使2-KLG的生物合成速率较原工艺提高20%以上，提高了发酵效率，节约了生产成本。
具体实施方式
以下以通过优选实施例对本发明工艺作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1：
对照组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液1升，接入到3.5升含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵容器采用10升自动发酵罐，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始PH值6.7，培养8小时开始用25%的碳酸钠溶液控制发酵液PH值7.2，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%，温度控制30℃；发酵液终点2-KLG含量为101.74mg/m，发酵周期52小时，产酸速率1.96mg/ml·h。
实验组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液1升，接入到3.5升含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用10升自动发酵罐，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%。培养6小时，用50%磷酸溶液把PH值从7.4调节至5.0，继续培养1小时，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值 7.3，并加入0.05%胰酪蛋白胨；发酵液终点2-KLG含量为100.87mg/ml，发酵周期42小时，产酸速率2.40mg/ml·h，较对照组产酸速率提高22.45%。
实施例2：
对照组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液10升，接入到35升含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用100升自动发酵罐，搅拌转速280rpm，通气比1：0.8，培养基初始PH值6.7，培养8小时开始用25%的碳酸钠溶液控制发酵液PH值7.0，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%，温度控制31℃；发酵液终点2-KLG含量为102.24mg/m，发酵周期50小时，产酸速率2.04mg/ml·h。
实验组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液10升，接入到35升含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用100升自动发酵罐，搅拌转速400rpm，通气比1：0.8，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%。培养5小时，用50%磷酸溶液将发酵液PH值从7.3调节至4.8，继续培养1.5小时，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值 7.0，并加入0.15%胰酪蛋白胨；发酵液终点2-KLG含量为102.54mg/ml，发酵周期40小时，产酸速率2.56mg/ml·h，较对照组产酸速率提高25.49%。
实施例3：
对照组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液6m3，接入到18m3含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用50m3标准发酵罐，搅拌转速150rpm，通气比1：0.4，培养基初始PH值6.7，培养8小时开始用25%的碳酸钠溶液控制发酵液PH值7.3，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%，温度控制31℃；发酵液终点2-KLG含量为101.12mg/m，发酵周期49小时，产酸速率2.06mg/ml·h。
实验组：将培养好的普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液6m3，接入到18m3含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，发酵容器采用50m3标准发酵罐，搅拌转速150rpm，通气比1：0.4，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%，温度控制31℃；培养5小时，用30%硫酸溶液将发酵液PH值从7.2调节至4.5，用25%的碳酸钠溶液控制发酵液PH值 6.7，并加入0.3%胰酪蛋白胨；发酵液终点2-KLG含量为103.68mg/ml，发酵周期41小时，产酸速率2.53mg/ml·h，较对照组产酸速率提高22.82%。
本发明使用酸碱调节发酵液PH值，改变发酵液的环境，调节巨大芽孢杆菌和普通生酮基古龙酸菌的生理状态，并在发酵过程中添加胰酪蛋白胨（酪蛋白胨），促进微生物合成2-酮基-L-古龙酸的速率；新发酵工艺2-酮-基-L-古龙酸的生产速率较原工艺提高20 %以上。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。
Claims (4)
1.一种提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其特征在于，其包括以下步骤：将培养好的生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液接入到含有2%的山梨糖、1.1%玉米浆、0.2%尿素、0.02%硫酸镁、0.05%磷酸二氢钾的发酵培养基中，发酵培养基在发酵容器中，搅拌转速400rpm，通气比1：1，培养基初始PH值6.7，培养10小时开始流加浓度为25%的山梨糖溶液，控制发酵最终总糖浓度10%；用50%磷酸溶液把PH值调节至4.5~5.0，然后用25%的碳酸钠溶液继续控制发酵PH值至6.7~7.3，并加入胰酪蛋白胨。
2.如权利要求1所述的提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其特征在于，所述发酵容器采用10升自动发酵罐。
3.如权利要求1所述的提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其特征在于，所述胰酪蛋白胨的添加量为0.05%~0.3%。
4.如权利要求1所述的提高2-酮基-L-古龙酸发酵生产效率的方法，其特征在于，所述生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌的混合菌液的体积为1升。
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