CN105925632B

CN105925632B - 一种谷氨酸高产酸工艺

Info

Publication number: CN105925632B
Application number: CN201610557397.3A
Authority: CN
Inventors: 董力青; 刘世周; 程士清; 尤学波
Original assignee: Hulunbuir Northeast Fufeng Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Hulunbuir Northeast Fufeng Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2019-07-05
Anticipated expiration: 2036-07-15
Also published as: CN105925632A

Abstract

本发明属于氨基酸发酵技术领域，公开了一种谷氨酸高产酸工艺，其是利用谷氨酸温度敏感型菌株通过发酵培养基采用温敏工艺制备谷氨酸，所用发酵培养基配伍合理，成本低廉，产酸效率高，节约了企业成本，提高了收入。

Description

一种谷氨酸高产酸工艺

技术领域

本发明属于氨基酸发酵技术领域，具体涉及一种谷氨酸高产酸工艺。

背景技术

谷氨酸，是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增香作用。在食品中浓度为0.2%-0.5%，每人每天允许摄入量(ADl)为0—120微克/千克(以谷氨酸计)。在食品加工中一般用量为0.2—1.5克/公斤。

目前在我国谷氨酸工业生产中，大部分企业使用的菌株为谷氨酸温度敏感突变株，该菌株具有温度敏感的特性，在菌体进入指数生长期时提高培养温度，强制细胞由正常细胞转型为细胞壁合成缺陷的细胞，促进谷氨酸的分泌，从而达到大量合成并积累谷氨酸的目的。谷氨酸发酵培养基包括碳源、氮源、无机盐、生长因子及水等。发酵培养基不仅是供给菌体生长繁殖所需要的营养和能量，而且是构成谷氨酸的碳架来源。提高培养基的转化率以及控制培养基成本是谷氨酸发酵企业的研究的方向。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术发酵培养基成本高，转化率低等缺陷，提供了一种谷氨酸高产酸工艺。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种谷氨酸高产酸工艺，其包括如下步骤：

1）按照重量百分比取各原料备用，其中：麦麸水解液5-9%，葡萄糖3-5%，秸秆处理物2-3%，米糠提取物1-2%，尿素0.05-0.08%，贝壳粉0.02-0.03%，硫酸镁0.02-0.03%，磷酸二氢钾0.01-0.02%，其余为水；

2）将麦麸水解液，葡萄糖，秸秆处理物，米糠提取物，尿素，贝壳粉，硫酸镁以及磷酸二氢钾依次添加到水中，搅拌均匀，然后在温度108-110℃、维持时间8～10分钟进行灭菌处理，再降温至32℃，制得发酵培养基；

3）将处于对数生长期的谷氨酸温度敏感型菌株种子培养液按种子培养液：发酵培养基的体积比为8-10％比例接入发酵培养基中，控制发酵温度采用温敏培养模式:0-10h为32℃，11-15h为33℃，16-20h为34℃，21-25h为36℃，26-30h为37℃，31-35h为38℃；控制通气量为2～10L/min；通过自动流加氨水控制pH在6.9-7.1；发酵35h得谷氨酸发酵液；

所述秸秆处理物按照如下工艺制备而得：

将秸秆投入到粉碎机中粉碎，过100目筛，然后通入水蒸气蒸馏处理60min，取出，冷却至室温，即得。

所述麦麸水解液按照如下工艺制备而得：

将麦麸投入到反应器中，然后添加两倍重量的浓度为5M的盐酸，200rpm搅拌水解6小时，然后添加氨水，调节溶液的pH为6.9-7.1；

所述米糠提取物按照如下工艺制备而得：

将米糠铺成1cm厚度的平层，然后紫外线照射8min，再投入到容器中，添加两倍重量的水浸泡1小时，随后添加占米糠1%重量份的α-淀粉酶，升温至70℃，保持70℃水解1小时，然后100℃灭酶，最后将酶解液浓缩至膏状，即得；

所述贝壳粉的粒径为100目。

本发明的温度敏感菌株可采用黄色短杆菌CN1021或TMG0106（可参见：谷氨酸温度敏感型菌株CN1021的原生质体融合育种, 《发酵科技通讯》, 2003, 32(3):11-13），也可采用现有技术的温敏菌株或普通菌株，此处并无明确限制。

本发明取得的有益效果主要包括：

麦麸和米糠均属于农业废弃物，其含有大量的蛋白质，脂肪，糖以及维生素等，但是菌株利用率较低，通过不同的生化处理后，提高了各养分的浸出率，菌株利用率大大提高；对农业废弃物秸秆进行了粉碎和蒸汽处理，使得氮、磷、钾、钙、镁以及纤维素多糖等得到有效利用；贝壳粉中含有多种菌株需要的矿物质；本发明培养基组分采用农业废弃物以及贝壳粉，原料成本低廉，实现了变废为宝，提高了工业附加值，企业利润大大提高；本发明培养基各原料配伍合理，成本低廉，可完全取代市场常用培养基，糖酸转化率和产谷氨酸水平高，适用于谷氨酸温度敏感型菌株和普通谷氨酸发酵菌株。

具体实施方式

以下将采用具体的实施例来对本发明作进一步的解释，但是不应当看作是对本发明创新精神的限制。

实施例1

一种谷氨酸高产酸工艺，其包括如下步骤：

1）按照重量百分比取各原料备用，其中：麦麸水解液5%，葡萄糖3%，秸秆处理物2%，米糠提取物1%，尿素0.05%，贝壳粉0.02%，硫酸镁0.02%，磷酸二氢钾0.01%，其余为水；

2）将麦麸水解液，葡萄糖，秸秆处理物，米糠提取物，尿素，贝壳粉，硫酸镁以及磷酸二氢钾依次添加到水中，搅拌均匀，然后在温度108℃、维持时间8分钟进行灭菌处理，再降温至32℃，制得发酵培养基；

3）将处于对数生长期的谷氨酸温度敏感型菌株黄色短杆菌TMG0106种子培养液按种子培养液：发酵培养基的体积比为8％比例接入发酵培养基中，控制发酵温度采用温敏培养模式: 0-10h为32℃，11-15h为33℃，16-20h为34℃，21-25h为36℃，26-30h为37℃，31-35h为38℃；控制通气量为2～10L/min；通过自动流加氨水控制pH在6.9；发酵35h得谷氨酸发酵液；

所述秸秆处理物按照如下工艺制备而得：

所述麦麸水解液按照如下工艺制备而得：

所述米糠提取物按照如下工艺制备而得：

将米糠铺成1cm厚度的平层，然后紫外线照射8min，再投入到容器中，添加两倍重量的水浸泡1小时，随后添加占米糠1%重量份的α-淀粉酶（36U/mg，Sigma公司），升温至70℃，保持70℃水解1小时，然后100℃灭酶，最后将酶解液浓缩至膏状，即得；

所述贝壳粉的粒径为100目。

实施例2

一种谷氨酸高产酸工艺，其包括如下步骤：

1）按照重量百分比取各原料备用，其中：麦麸水解液9%，葡萄糖5%，秸秆处理物3%，米糠提取物2%，尿素0.08%，贝壳粉0.03%，硫酸镁0.03%，磷酸二氢钾0.02%，其余为水；

2）将麦麸水解液，葡萄糖，秸秆处理物，米糠提取物，尿素，贝壳粉，硫酸镁以及磷酸二氢钾依次添加到水中，搅拌均匀，然后在温度110℃、维持时间10分钟进行灭菌处理，再降温至32℃，制得发酵培养基；

3）将处于对数生长期的谷氨酸温度敏感型菌株黄色短杆菌CN1021种子培养液按种子培养液：发酵培养基的体积比为8-10％比例接入发酵培养基中，控制发酵温度采用温敏培养模式: 0-10h为32℃，11-15h为33℃，16-20h为34℃，21-25h为36℃，26-30h为37℃，31-35h为38℃；控制通气量为2～10L/min；通过自动流加氨水控制pH在7.1；发酵35h得谷氨酸发酵液；

所述秸秆处理物按照如下工艺制备而得：

所述麦麸水解液按照如下工艺制备而得：

所述米糠提取物按照如下工艺制备而得：

将米糠铺成1cm厚度的平层，然后紫外线照射8min，紫外线强度为3000uW/cm²，再投入到容器中，添加两倍重量的水浸泡1小时，随后添加占米糠1%重量份的α-淀粉酶（36U/mg，Sigma公司），升温至70℃，保持70℃水解1小时，然后100℃灭酶，最后将酶解液浓缩至膏状，即得；

所述贝壳粉的粒径为100目。

实施例3

本发明工艺产酸率和糖酸转化率对比试验：

对照组1：发酵培养基采用：葡萄糖3-5%，酵母膏4-7%，蛋白胨5-9%，玉米浆1-2%，硫酸镁1-2%，尿素0.05-0.08%，硫酸亚铁0.02-0.03%，硫酸镁0.02-0.03%，磷酸二氢钾0.01-0.02%，VB1 0.01-0.02%，VH 0.01-0.02%，其余为水；发酵工艺同实施例1。

对照组2：发酵培养基采用：葡萄糖3-5%，酵母膏4-7%，蛋白胨5-9%，玉米浆1-2%，硫酸镁1-2%，尿素0.05-0.08%，硫酸亚铁0.02-0.03%，硫酸镁0.02-0.03%，磷酸二氢钾0.01-0.02%，VB1 0.01-0.02%，VH 0.01-0.02%，其余为水；发酵工艺同实施例2。各组的产酸率和糖酸转化率见表1：

表1

组别	产酸量g/L	糖酸转化率%
			实施例1	27.1	37.9
对照组1	26.3	33.8
			实施例2	86.7	59.5
对照组2	79.8	56.4

结论：本发明实施例组和对照组产酸量和糖酸转化率相差不大，本发明实施例组略高；通过成本核验本发明实施例1的培养基成本仅占对照组1培养基成本的二分之一，节约了企业投入，提高了企业净收入。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种谷氨酸高产酸工艺，其包括如下步骤：

3）将处于对数生长期的谷氨酸温度敏感型菌株种子培养液按种子培养液：发酵培养基的体积比为8-10％比例接入发酵培养基中，控制发酵温度采用温敏培养模式: 0-10h为32℃，11-15h为33℃，16-20h为34℃，21-25h为36℃，26-30h为37℃，31-35h为38℃；控制通气量为2～10L/min；通过自动流加氨水控制pH在6.9-7.1；发酵35h得到谷氨酸发酵液；

所述麦麸水解液按照如下工艺制备而得：

所述秸秆处理物按照如下工艺制备而得：

将秸秆投入到粉碎机中粉碎，过100目筛，然后通入水蒸气蒸馏处理60min，取出，冷却至室温；

所述米糠提取物按照如下工艺制备而得：

将米糠铺成1cm厚度的平层，然后紫外线照射8min，再投入到容器中，添加两倍重量的水浸泡1小时，随后添加占米糠1%重量份的α-淀粉酶，升温至70℃，保持70℃水解1小时，然后100℃灭酶，最后将酶解液浓缩至膏状；

所述贝壳粉的粒径为100目。