CN105734088A - 一种发酵产苏氨酸的方法及发酵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发酵产苏氨酸的方法，该方法包括：将发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵，所述发酵在流加除菌后的含糖溶液的条件下进行，其中，所述除菌后的含糖溶液通过使用微滤膜对含糖溶液进行过滤除菌得到，所述微滤膜的过滤孔径≤0.22μm，所述含糖溶液中的糖为葡萄糖、蔗糖和麦芽糖中的至少一种。本发明还公开了一种发酵系统，该发酵系统包括依次相连的发酵罐、膜过滤器和流加液储罐，所述膜过滤器中设置有将膜过滤器的腔室分为上游腔室和下游腔室的微滤膜。本发明在能耗较低的情况下极大地提高了发酵产物中苏氨酸的含量，从而提高了原料糖的转化率。而且，本发明的方法操作简单，适于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于发酵工程领域，具体地，涉及一种发酵产苏氨酸的方法及发酵系统。
背景技术
苏氨酸对于人的生长发育具有重要作用，在饲料工业中苏氨酸是与赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸并列的四大饲料添加剂之一。苏氨酸长期以来都是需求量增长最快的氨基酸之一，自1994年以来的20年间，全球产量从4千吨猛增到超过20万吨。
目前，苏氨酸的生产方法一般为补料分批发酵：以经过基因重组的大肠杆菌工程菌或谷氨酸棒杆菌为生产菌，以主要成分为葡萄糖的淀粉水解糖为主要原料，在分批发酵后期连续流加淀粉水解糖溶液，最终实现苏氨酸的积累(参见CN1597974A、CN1291651A、CN1833028A和CN1829801A)。为避免原料中的高浓度葡萄糖对大肠杆菌细胞的渗透压胁迫，发酵起始培养基一般采用较低的葡萄糖浓度，大部分葡萄糖均通过流加的方式加入到发酵液中，流加过程一般控制发酵液中残余葡萄糖浓度在20g/L以下。为降低流加液对发酵培养基的稀释作用，一般尽可能采用较高浓度的淀粉水解糖，而为了保证发酵在无杂菌的条件下进行，流加的淀粉水解糖通常经高压蒸汽灭菌。但是，上述方法获得的发酵产物中苏氨酸的浓度较低，原料糖的转化率亟待提高，且淀粉水解糖蒸汽灭菌的能耗高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种有效提高发酵产物中苏氨酸浓度的发酵产苏氨酸的方法及发酵系统。
本发明的发明人发现，采用过滤除菌的方式对含糖溶液进行除菌并将除菌后的含糖溶液流加至发酵体系中能够显著提高发酵产物中苏氨酸的浓度，因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种发酵产苏氨酸的方法，该方法包括：将发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵，所述发酵在流加除菌后的含糖溶液的条件下进行，其中，所述除菌后的含糖溶液通过使用微滤膜对含糖溶液进行过滤除菌得到，所述微滤膜的过滤孔径≤0.22μm，所述含糖溶液中的糖为葡萄糖、蔗糖和麦芽糖中的至少一种。
此外，本发明还提供了一种发酵系统，该发酵系统包括发酵罐、膜过滤器和流加液储罐，所述膜过滤器中设置有将膜过滤器的腔室分为上游腔室和下游腔室的微滤膜，所述上游腔室的进料口与流加液储罐相连通，所述下游腔室的出料口与发酵罐相连通。
通过上述技术方案，本发明在能耗较低的情况下极大地提高了发酵产物中苏氨酸的含量，从而提高了原料糖的转化率。而且，本发明的方法操作简单，适于推广应用。
而且，在本发明的一种优选实施方式中，采用特定的流加装置将含糖溶液流加至发酵体系中，使得流加过程更顺畅，当含糖溶液的浓度较高时也不易发生堵塞，有效地提高了发酵效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一种优选实施方式的用于实施本发明的发酵系统的结构示意图；
图2是根据本发明另一种优选实施方式的用于实施本发明的发酵系统的结构示意图。
附图标记说明
1发酵罐2膜过滤器3计量泵
4流加液储罐5阀6阀
7管路8管路9管路
10上游腔室11下游腔室12泵
13泵14流量计15加热器
16阀17阀18管路
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供的发酵产苏氨酸的方法包括：将发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵，所述发酵在流加除菌后的含糖溶液的条件下进行，其特征在于，所述除菌后的含糖溶液通过使用微滤膜对含糖溶液进行过滤除菌得到，所述微滤膜的过滤孔径≤0.22μm(如0.1-0.22μm)，所述含糖溶液中的糖为葡萄糖、蔗糖和麦芽糖中的至少一种。
本发明中，所述含糖溶液中的糖的浓度优选为750-850g/L。
本发明中，为了获得更佳的发酵效果，所述含糖溶液还可以含有碳源、氮源、无机盐和维生素等。优选地，所述含糖溶液还含有酵母粉、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、硫酸铵、七水合硫酸锌、七水合硫酸镁、维生素B1、维生素B2、一水合甜菜碱和异亮氨酸中的至少一种。进一步优选地，所述含糖溶液还含有1-5g/L的酵母粉、0.1-0.5g/L磷酸二氢钾和/或磷酸二氢钠、2.5-15μg/L维生素B1和40-250μg/L维生素B2中的至少一种(最优选全部)。
优选地，所述含糖溶液的流加量使发酵过程中糖的含量控制在0.01-20g/L范围内。在实际操作时，可以每隔一段时间(如0.5-4h)对发酵过程中糖含量进行检测，并根据检测结果对含糖溶液的流加量进行调节，以促进糖的含量控制在上述范围内。
更优选地，相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基，所述含糖溶液的流加速度为6-25mL/h(进一步优选为10-24mL/h)。
优选情况下，所述含糖溶液在发酵培养基中的葡萄糖被耗尽时开始流加，例如，可以在发酵进行12-20h后开始流加。
本发明中，所述发酵培养基可以为常规的用于发酵产苏氨酸的培养基，优选地，所述发酵培养基含有50-85g/L的葡萄糖，3-10g/L的硫酸铵，0.01-2g/L的一水合甜菜碱，1.5-2.5g/L的磷酸二氢钾和/或磷酸二氢钠，0.5-1.5g/L的七水合硫酸镁，1-5g/L的酵母粉，以及15-25g/L的异亮氨酸。
本发明中，所述发酵的条件可以根据发酵菌种进行具体选择，优选情况下，所述发酵的条件包括：温度为36-38℃，溶解氧饱和度为5-40％，pH值为6.7-7.2，时间为30-50h。其中，“溶解氧饱和度”是表示溶氧含量的一种指标，其值越高，说明溶氧含量越大，溶解氧饱和度(％)＝(溶解氧实测含量/实测条件下溶解氧的饱和含量)×100％。
本发明中，所述发酵菌种的接种量为0.01-1g干菌体/mL。所述发酵菌种可以为埃希氏菌属、欧文氏菌属、普罗威登菌属和沙雷菌属中能生产苏氨酸的肠杆菌科细菌，更优选为埃希氏菌属和沙雷菌属的细菌，最优选地，所述发酵菌种为大肠杆菌、粘质沙雷菌或谷氨酸棒杆菌。
本发明中，所述方法还包括在发酵前对发酵菌种依次进行活化和种子培养，活化是为了将保藏状态的菌种放入适宜的培养基中培养，使其恢复发酵性能；种子培养是为了得到纯而壮的培养物，即获得活力旺盛、接种数量足够的发酵菌种的培养物。可以采用本领域常规的方法进行活化和种子培养，本文不再赘述。
本发明中，为了使发酵过程更流畅，提高发酵效率，所述方法优选在发酵系统中实施。本发明提供的发酵系统(参见图1)包括发酵罐1、膜过滤器2和流加液储罐4，所述膜过滤器2中设置有将膜过滤器2的腔室分为上游腔室10和下游腔室11的微滤膜，所述上游腔室10的进料口与流加液储罐4相连通，所述下游腔室11的出料口与发酵罐1相连通。优选地，所述微滤膜的过滤孔径≤0.22μm(如0.1-0.22μm)。所述发酵在发酵罐1中进行，所述含糖溶液从流加液储罐4依次流经膜过滤器2的上游腔室10和下游腔室11后流加至发酵罐1中。
为了防止含糖溶液析出晶体堵塞微滤膜，可以对进入膜过滤器2之前的含糖溶液进行加热。
根据本发明更优选的实施方式，所述流加液储罐4还与上游腔室10的出料口相连通，使流加液储罐4与上游腔室10形成第一循环回路。具体地，所述流加液储罐4(通过两条管路)分别与上游腔室10的进料口和出料口相连通。其中，与上游腔室10的进料口相连通的一条管路(延伸至流加液储罐4底部)供含糖溶液从流加液储罐4进入上游腔室10，与上游腔室10的出料口相连通的一条管路(近流加液储罐4一端的端口不与流加液储罐4中的液面接触)供上游腔室10中的含糖溶液回流至流加液储罐4。所述含糖溶液可以经计量泵3进入上游腔室10，以更精准地控制含糖溶液的流加量和流加速度。
为了便于控制含糖溶液的流加，发酵罐1与膜过滤器2之间的管路上可以设置有阀5，膜过滤器2与上游腔室10的出料口之间的管路(供含糖溶液回流至流加液储罐4的管路)上可以设置有阀6。
如图1所示的发酵系统，在实际使用时，关闭阀5，开启阀6，启动计量泵3使流加液储罐4中的含糖溶液在循环中充满膜过滤器2的上游腔室10，然后将计量泵3的流量调整到流加所需的流加量，打开阀5，关闭阀6，含糖溶液经膜过滤器2的下游腔室11被流加至向发酵罐1中。
根据本发明进一步优选的实施方式，参见图2，流加液储罐4通过泵12与上游腔室10的进料口相连通且上游腔室10的出料口通过带有阀17的管路与上游腔室10的进料口形成第二循环回路。而下游腔室11也可以通过泵13与发酵罐1相连通。具体地，所述流加液储罐4通过管路18与上游腔室10的进料口相连通且管路18上设置有泵12，所述发酵罐1通过管路9与下游腔室11相连通且管路9上设置有泵13，所述上游腔室10的出料口通过管路7与管路18相连通并通过管路8与流加液储罐4相连通。管路18(延伸至流加液储罐4底部)供含糖溶液从流加液储罐4从进料口进入上游腔室10，管路8(近流加液储罐4一端的端口不与流加液储罐4中的液面接触)供上游腔室10中的含糖溶液从出料口回流至流加液储罐4。流加时，使含糖溶液能够在流加液储罐4、管路18、上游腔室10、管路8中循环流通并启动泵12，然后，使含糖溶液能够在管路18、上游腔室10、管路7中循环流通并启动泵13，从而部分含糖溶液通过泵13被流加至发酵罐1中。为了便于控制含糖溶液的流加，供上游腔室10中的含糖溶液从出料口回流至流加液储罐4的管路(管路8)上也可以设置有阀16。
为了更精准地控制含糖溶液的流加量和流加速度，供含糖溶液从进料口进入上游腔室10的管路(管路18)上可以设置有流量计14。为了防止含糖溶液析出晶体堵塞微滤膜，可以对进入膜过滤器2之前的含糖溶液进行加热，所述加热可以借助加热器15进行，所述加热器15可以设置在供含糖溶液从进料口进入上游腔室10的管路(管路18)的任意位置，优选情况下，所述加热器15设置在泵12和膜过滤器2之间的管路上。
如图2所示的发酵系统，在实际使用时，关闭阀17开启阀16，启动泵12，使流加液储罐4中的含糖溶液在循环中充满膜过滤器2的上游腔室10；之后，开启阀17关闭阀16，启动泵13，含糖溶液经膜过滤器2的下游腔室11被流加至向发酵罐1中，根据流量计14的示数调节泵12的转速，使流量计14的示数达到所需值，并在流加含糖溶液的同时开启加热器15，将含糖溶液加热到40-80℃，以防晶体的析出。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，接种至发酵罐中的大肠杆菌的量为0.2g干菌体/mL；葡萄糖的浓度采用SBA-40D(山东科学院生物研究所)生物传感分析仪进行测定；溶解氧饱和度采用梅特勒-托利多公司的InPro6800极谱法氧气传感器在线测定；苏氨酸的含量采用高效液相分析系统柱前衍生测定，邻苯二甲醛法柱前衍生化，使用安捷伦公司的1260型液相色谱仪和EclipseAAA型氨基酸分析柱测定，流动相A为pH＝7.8的0.05mol/L磷酸氢钠缓冲液，B为甲醇-乙腈-水的混溶液，流动相流速2mL/min，柱温40℃，检测波长338nm，分析时间26min；膜过滤除菌使用的微滤膜购自赛多利斯公司，过滤孔径为0.22μm；
葡萄糖的转化率(％)＝发酵过程产生的苏氨酸的总重量/发酵过程使用的葡萄糖的总重量×100％。
实施例1
配制含有750g/L的葡萄糖、2.5μg/L的维生素B1和40μg/L的维生素B2的混合水溶液，将该混合水溶液进行膜过滤除菌。
以大肠杆菌为苏氨酸生产菌，在含有5g/L氯化钠、10g/L蛋白胨、5g/L酵母粉的培养基中活化培养10h后，转接至100mL种子培养基中，以300rpm的摇瓶转速和37℃的温度进行摇瓶培养8h，得到种子液。种子培养基的成分为：酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，氯化钠5.0g/L，磷酸二氢钾0.01g/L。
种子培养结束后，将种子液转接到发酵罐中，与其中已灭菌的发酵培养基混合，开始发酵。发酵培养基的成分为：葡萄糖70g/L，硫酸铵4.0g/L，一水合甜菜碱1.0g/L，磷酸二氢钾1.0g/L，七水合硫酸镁1.0g/L，酵母粉1.0g/L，异亮氨酸20mg/L。
发酵过程中，控制发酵液的温度为37℃，溶解氧饱和度为20-30％，pH值为6.9-7.0。在起始发酵培养基中的葡萄糖耗尽时，开始向发酵液中流加除菌后的混合水溶液，控制流加速度为0.17mL/min(相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基)，发酵液中的残余葡萄糖浓度始终保持在0.01-5g/L范围内。
发酵36h后，发酵液中苏氨酸的含量为11.83重量％，葡萄糖的转化率为51％。
实施例2
配制含有800g/L的葡萄糖、15μg/L的维生素B1、250μg/L的维生素B2、0.5g/L的磷酸二氢钠和5g/L的酵母粉的混合水溶液，将该混合水溶液进行膜过滤除菌。
以大肠杆菌为苏氨酸生产菌，在含有5g/L氯化钠、10g/L蛋白胨、5g/L酵母粉的培养基中活化培养10h后，转接至100mL种子培养基中，以300rpm的摇瓶转速和37℃的温度进行摇瓶培养8h，得到种子液。种子培养基的成分为：酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，氯化钠5.0g/L，磷酸二氢钾2.0g/L。
种子培养结束后，将种子液转接到发酵罐中，与其中已灭菌的发酵培养基混合，开始发酵。发酵培养基的成分为：葡萄糖85g/L，硫酸铵10.0g/L，一水合甜菜碱2.0g/L，磷酸二氢钾2.0g/L，七水合硫酸镁1.0g/L，酵母粉4.0g/L，异亮氨酸20mg/L。
发酵过程中，控制发酵液的温度为37℃，溶解氧饱和度为20-30％，pH值为6.9-7.0。在起始发酵培养基中的葡萄糖耗尽时，开始向发酵液中流加除菌后的混合水溶液，控制流加速度为0.4mL/min(相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基)，发酵液中的残余葡萄糖浓度始终保持在0.01-15g/L范围内。
发酵36h后，发酵液中苏氨酸的含量为15.59重量％，葡萄糖的转化率为53.64％。
实施例3
配制含有850g/L的葡萄糖、10μg/L的维生素B1、80μg/L的维生素B2和3g/L的酵母粉的混合水溶液，将该混合水溶液进行膜过滤除菌。
以大肠杆菌为苏氨酸生产菌，在含有5g/L氯化钠、10g/L蛋白胨、5g/L酵母粉的培养基中活化培养10h后，转接至100mL种子培养基中，以300rpm的摇瓶转速和37℃的温度进行摇瓶培养8h，得到种子液。种子培养基的成分为：酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，氯化钠5.0g/L，磷酸二氢钾1.5g/L。
种子培养结束后，将种子液转接到发酵罐中，与其中已灭菌的发酵培养基混合，开始发酵。发酵培养基的成分为：葡萄糖80g/L，硫酸铵6.0g/L，一水合甜菜碱1.5g/L，磷酸二氢钾1.5g/L，七水合硫酸镁1.0g/L，酵母粉2.0g/L，异亮氨酸20mg/L。
发酵过程中，控制发酵液的温度为37℃，溶解氧饱和度为20-30％，pH值为6.9-7.0。在起始发酵培养基中的葡萄糖耗尽时，开始向发酵液中流加除菌后的混合水溶液，控制流加速度为0.29mL/min(相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基)，发酵液中的残余葡萄糖浓度始终保持在0.01-10g/L范围内。
发酵36h后，发酵液中苏氨酸的含量为12.59重量％，葡萄糖的转化率为52％。
实施例4
配制含有800g/L葡萄糖的葡萄糖的水溶液，将该葡萄糖的水溶液进行膜过滤除菌。
以大肠杆菌为苏氨酸生产菌，在含有5g/L氯化钠、10g/L蛋白胨、5g/L酵母粉的培养基中活化培养10h后，转接至100mL种子培养基中，以250rpm的摇瓶转速和37℃的温度进行摇瓶培养8h，得到种子液。种子培养基的成分为：酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，氯化钠5.0g/L，磷酸二氢钾0.01g/L。
种子培养结束后，将种子液转接到发酵罐中，与其中已灭菌的发酵培养基混合，开始发酵。发酵培养基的成分为：葡萄糖70g/L，硫酸铵4.0g/L，一水合甜菜碱1.0g/L，磷酸二氢钾3.0g/L，七水合硫酸镁1.0g/L，七水合硫酸锌5mg/L，酵母粉1.0g/L，异亮氨酸20mg/L。
发酵过程中，控制发酵液的温度为38℃，溶解氧饱和度为20-30％，pH值为6.7-7.1。在起始发酵培养基中的葡萄糖耗尽时，开始向发酵液中流加除菌后的葡萄糖的水溶液，控制流加速度为0.29mL/min(相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基)，发酵液中的残余葡萄糖浓度始终保持在0.01-20g/L范围内。
发酵48h后，发酵液中苏氨酸的含量为10.24重量％，葡萄糖的转化率为38％。
实施例5
配制含有750g/L的葡萄糖、5mg/L的七水合硫酸锌和0.1g/L的磷酸二氢钾的混合水溶液，将该混合水溶液进行膜过滤除菌。
以大肠杆菌为苏氨酸生产菌，在含有5g/L氯化钠、10g/L蛋白胨、5g/L酵母粉的培养基中活化培养10h后，转接至100mL种子培养基中，以250rpm的摇瓶转速和37℃的温度进行摇瓶培养8h，得到种子液。种子培养基的成分为：酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，氯化钠5.0g/L。
种子培养结束后，将种子液转接到发酵罐中，与其中已灭菌的发酵培养基混合，开始发酵。发酵培养基的成分为：葡萄糖70g/L，硫酸铵4.0g/L，一水合甜菜碱1.0g/L，磷酸二氢钾4.0g/L，七水合硫酸镁1.0g/L，酵母粉1.0g/L，异亮氨酸20mg/L。
发酵过程中，控制发酵液的温度为36℃，溶解氧饱和度为20-30％，pH值为6.9-7.2。在起始发酵培养基中的葡萄糖耗尽时，开始向发酵液流加除菌后的混合水溶液，控制流加速度为0.29mL/min(相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基)，发酵液中的残余葡萄糖浓度始终保持在0.01-15g/L范围内。
发酵48h后，发酵液中苏氨酸的含量为9.57重量％，葡萄糖的转化率为36％。
实施例6
配制含有800g/L的葡萄糖、1mg/L的七水合硫酸锌和1g/L的酵母粉的混合水溶液，将该混合水溶液进行膜过滤除菌。
以大肠杆菌为苏氨酸生产菌，在含有5g/L氯化钠、10g/L蛋白胨、5g/L酵母粉的培养基中活化培养10h后，转接至100mL种子培养基中，以300rpm的摇瓶转速和37℃的温度进行摇瓶培养8h，得到种子液。种子培养基的成分为：酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，氯化钠5.0g/L，磷酸二氢钾4g/L。
种子培养结束后，将种子液转接到的发酵罐中，与其中已灭菌的发酵培养基混合，开始发酵。发酵培养基的成分为：葡萄糖70g/L，硫酸铵4.0g/L，一水合甜菜碱1.5g/L，磷酸二氢钾2.0g/L，七水合硫酸镁1.0g/L，酵母粉1.0g/L，异亮氨酸20mg/L。
发酵过程中，控制发酵液的温度为37℃，溶解氧饱和度为20-30％，pH值为6.9-7.0。在起始发酵培养基中的葡萄糖耗尽时，开始向发酵液中流加除菌后的混合水溶液，控制流加速度为0.29mL/min(相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基)，发酵液中的残余葡萄糖浓度始终在0.01-5g/L范围内。
发酵35h后，发酵液中苏氨酸的含量为13.88重量％，葡萄糖的转化率为44％。
实施例7
配制含有800g/L麦芽糖的麦芽糖的水溶液，将该麦芽糖的水溶液进行膜过滤除菌。
以大肠杆菌为苏氨酸生产菌，在含有5g/L氯化钠、10g/L蛋白胨、5g/L酵母粉的培养基中活化培养10h后，转接至100mL种子培养基中，以300rpm的摇瓶转速和37℃的温度进行摇瓶培养8h，得到种子液。种子培养基的成分为：酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，氯化钠5.0g/L。
种子培养结束后，将种子液转接到发酵罐中，与其中已灭菌的发酵培养基混合，开始发酵。发酵培养基的成分为：葡萄糖70g/L，硫酸铵10.0g/L，一水合甜菜碱0.01g/L，磷酸二氢钾2.0g/L，七水合硫酸镁1.0g/L，酵母粉1.0g/L，异亮氨酸20mg/L。
发酵过程中，控制发酵液的温度为37℃，溶解氧饱和度为20-30％，pH值为6.9-7.0。在起始发酵培养基中的葡萄糖耗尽时，开始向发酵液流加除菌后的麦芽糖的水溶液，控制流加速度为0.29mL/min(相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基)，发酵液中的残余葡萄糖浓度始终保持在0.01-20g/L范围内。
发酵38h后，发酵液中苏氨酸的含量为10.98重量％，葡萄糖的转化率为41％。
实施例8
配制含有800g/L蔗糖的蔗糖的水溶液，将该蔗糖的水溶液进行膜过滤除菌。
以大肠杆菌为苏氨酸生产菌，在含有5g/L氯化钠、10g/L蛋白胨、5g/L酵母粉的培养基中活化培养10h后，转接至100mL种子培养基中，以300rpm的摇瓶转速和37℃的温度进行摇瓶培养8h，得到种子液。种子培养基的成分为：酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，氯化钠5.0g/L，磷酸二氢钾2.0g/L。
种子培养结束后，将种子液转接到发酵罐中，与其中已灭菌的发酵培养基混合，开始发酵。发酵培养基的成分为：葡萄糖70g/L，硫酸铵4.0g/L，一水合甜菜碱1.0g/L，磷酸二氢钾2.0g/L，七水合硫酸镁1.0g/L，酵母粉4.0g/L，异亮氨酸20mg/L。
发酵过程中，控制发酵液的温度为37℃，溶解氧饱和度为20-30％，pH值为6.9-7.0。在起始发酵培养基中的葡萄糖耗尽时，开始向发酵液流加除菌后的蔗糖的水溶液，控制流加速度为0.29mL/min(相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基)，发酵液中的残余葡萄糖浓度始终保持在0.01-5g/L范围内。
发酵35h后，发酵液中苏氨酸的含量为11.53重量％，葡萄糖的转化率为44％。
实施例9
按照实施例5的方法发酵产苏氨酸，不同的是，流加的含糖混合水溶液中磷酸二氢钾的含量为5g/L，发酵32h后，发酵液中苏氨酸的含量为8.73重量％，葡萄糖的转化率为32％。
从以上实施例可以看出，本发明的方法能够提高发酵产物中苏氨酸的含量，糖转化率较高。特别地，比较实施例5和实施例9可以看出，流加本发明优选的含糖溶液能够进一步提高发酵液中苏氨酸的含量。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种发酵产苏氨酸的方法，该方法包括：将发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵，所述发酵在流加除菌后的含糖溶液的条件下进行，其特征在于，所述除菌后的含糖溶液通过使用微滤膜对含糖溶液进行过滤除菌得到，所述微滤膜的过滤孔径≤0.22μm，所述含糖溶液中的糖为葡萄糖、蔗糖和麦芽糖中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含糖溶液中的糖的浓度为750-850g/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述含糖溶液还含有酵母粉、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、硫酸铵、七水合硫酸锌、七水合硫酸镁、维生素B1、维生素B2、一水合甜菜碱和异亮氨酸中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述含糖溶液还含有1-5g/L的酵母粉、0.1-0.5g/L磷酸二氢钾和/或磷酸二氢钠、2.5-15μg/L维生素B1和40-250μg/L维生素B2中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含糖溶液的流加量使发酵过程中糖的含量控制在0.01-20g/L范围内。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，相对于每升接种后且流加含糖溶液之前的发酵培养基，所述含糖溶液的流加速度为6-25mL/h。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发酵培养基含有50-85g/L的葡萄糖，3-10g/L的硫酸铵，0.01-2g/L的一水合甜菜碱，1.5-2.5g/L的磷酸二氢钾和/或磷酸二氢钠，0.5-1.5g/L的七水合硫酸镁，1-5g/L的酵母粉，以及15-25g/L的异亮氨酸。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其中，所述发酵的条件包括：温度为36-38℃，溶解氧饱和度为5-40％，pH值为6.7-7.2，时间为30-50h。
9.一种发酵系统，其特征在于，该发酵系统包括发酵罐(1)、膜过滤器(2)和流加液储罐(4)，所述膜过滤器(2)中设置有将膜过滤器(2)的腔室分为上游腔室(10)和下游腔室(11)的微滤膜，所述上游腔室(10)的进料口与流加液储罐(4)相连通，所述下游腔室(11)的出料口与发酵罐(1)相连通，优选地，所述微滤膜的过滤孔径≤0.22μm。
10.根据权利要求9所述的发酵系统，其中，所述流加液储罐(4)还与上游腔室(10)的出料口相连通，使流加液储罐(4)与上游腔室(10)形成第一循环回路，优选地，流加液储罐(4)通过泵(12)与上游腔室(10)的进料口相连通且上游腔室(10)的出料口通过带有阀(17)的管路与上游腔室(10)的进料口形成第二循环回路。
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