CN107058415A - 一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转化率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，在谷氨酸发酵过程中后期添加海藻糖酶，添加时间为：发酵时期20‑32h，添加时温度要求30℃‑40℃，添加比例：0.1‑100ppm。接酶前发酵操作条件不变。本发明方法不仅可以提高谷氨酸发酵糖酸转化率，也可以提高产酸，同时还能降低糖的消耗，因为本发明使发酵后期过程中流加糖的利用率提高，减少了流加糖的消耗，同时使发酵液中糖浓度降低，更有利于谷氨酸后提取等电结晶，对提高谷氨酸产品质量有很大好处。

Description

一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转化率的方法
技术领域
本发明属于玉米深加工技术领域，尤其是一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法。
背景技术
近年来,国内谷氨酸发酵行业在发酵工艺和设备上不断创新,发酵水平得到大幅度地提高。国内谷氨酸发酵生产主要以生物素缺陷型菌株为生产菌株和以淀粉酶解的葡萄糖为碳源,目前采用谷氨酸温敏菌种，流加高浓度葡萄糖液等多种工艺结合的发酵产酸较高。流加工艺是分批发酵工艺的一种优化形式，其目的在于避底物初始浓度的抑制作用和增加底物的投入量，在谷氨酸发酵过程中流加高浓度葡萄糖液有利于提高单位发酵容积内葡萄糖的投入量，从而可提高单位发酵容积内谷氨酸浓度。
另外，随着谷氨酸菌进入发酵后期，代谢过程会积累大量的海藻糖，而海藻糖属于由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成的非还原糖，此糖不能被谷氨酸菌所利用，在TCA循环中不断累积，对谷氨酸菌的正常代谢有很不利的影响。同时由于添加的葡萄糖不能及时地通过正常代谢途径消耗掉，一方面增加糖的不必要消耗，另一方面发酵液中实际糖含量增加，对后提取谷氨酸等电结晶有很多不利影响。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，该方法在谷氨酸发酵后期添加一种海藻糖酶提高流加糖的利用率。该方法是在传统的谷氨酸发酵基础上，在谷氨酸发酵28h时添加一定量的海藻糖酶，提高流加糖的利用率，提高发酵糖酸转化率，提高产酸，给谷氨酸等电结晶创造更好的条件，同时降低糖的消耗。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现:
一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，在谷氨酸发酵过程中后期添加海藻糖酶，添加时间为：发酵时期20-32h，添加时温度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前发酵操作条件不变。
而且，步骤如下：
⑴配料：按照常规谷氨酸发酵方法的配比，将发酵培养基的各种原料称量好，溶解完全配制成发酵培养基；
⑵灭菌：将配好的发酵培养基灭菌，温度108～110℃，维持时间8～10分钟，实消好的培养基在发酵罐内降温至33℃等待接种；
⑶发酵：将OD值为0.3～0.8的温敏型菌株的种子培养液按种子培养液：发酵培养基的体积比为10～15％比例接入发酵培养基中；发酵温度控制在32～40℃；补充氮源至pH为6.8～7.2，控制通气量为2～10L/min；发酵周期为24-32h；
⑷添加海藻糖酶：在发酵中后期，即发酵时期20-32h，根据发酵液中海藻糖浓度，添加海藻糖酶，添加时温度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前发酵操作条件不变；
⑸控糖：加酶后，发酵过程中需根据发酵液中残糖浓度控制流加糖比例；
⑹谷氨酸提取：发酵结束后，发酵液进入谷氨酸提取系统，首先对发酵液进行蒸发浓缩，然后进行等电结晶，最后进行谷氨酸晶体分离，得到纯度高的谷氨酸产品。
而且，所述步骤⑸中通过流加质量浓度为500～800g/L的葡萄糖溶液将残糖控制在质量分数为10g/L。
而且，所述方法能够将发酵糖酸转化率提高0.5-2％，产酸率提高5-10g/L。
而且，所述方法能够减少流加糖的消耗5-10％。
而且，所述方法能够降低发酵液总糖浓度5-10％。
而且，所述方法能够提高谷氨酸提取收率0.5-2％。
本发明取得的优点和积极效果是：
1、本发明方法不仅可以提高谷氨酸发酵糖酸转化率，也可以提高产酸，同时还能降低糖的消耗，因为本发明使发酵后期过程中流加糖的利用率提高，减少了流加糖的消耗，同时使发酵液中糖浓度降低，更有利于谷氨酸后提取等电结晶，对提高谷氨酸产品质量有很大好处。
2、本发明方法在谷氨酸发酵后期添加一种海藻糖酶提高流加糖的利用率。该方法是在传统的谷氨酸发酵基础上，在谷氨酸发酵28h时添加一定量的海藻糖酶，提高流加糖的利用率，提高发酵糖酸转化率，提高产酸，给谷氨酸等电结晶创造更好的条件，同时降低糖的消耗。
3、本发明方法中添加的海藻糖酶可以将海藻糖还原成葡萄糖，可供谷氨酸菌利用。海藻糖是由两个葡萄糖分子以1,1-糖苷键构成的非还原糖，在微生物体内广泛存在。在谷氨酸发酵液中后期谷氨酸菌代谢过程中大量积累海藻糖，其含量约为9g/L，由于海藻糖为非还原糖，谷氨酸菌不能分解利用，发酵过程中流加的糖在一定程度上并没有得到充分的利用，反而增加了发酵液中总体糖浓度。本发明的方法是在传统谷氨酸发酵工艺基础上，在发酵后期添加海藻糖酶，还原海藻糖以资利用，不仅提高了谷氨酸发酵糖酸转化率以及产酸，还降低了流加糖的消耗，降低了发酵液中总糖浓度，给后续谷氨酸等电结晶提供了便利环境。
4、本发明方法可将发酵糖酸转化率提高0.5-2％，产酸率提高5-10g/L；可以减少流加糖的消耗5-10％；可降低发酵液总糖浓度5-10％；可提高谷氨酸提取收率0.5-2％。
附图说明
图1为本发明方法的一种工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
下述实施实例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
在本发明中所述的酶制剂是海藻糖酶。本发明海藻糖酶可以是杰能科(中国)生物工程有限责任公司提供。
本发明的酶制剂可以直接加入到谷氨酸发酵的生产当中，根据流加糖中海藻糖含量，确定酶制剂的添加量为0.1-100ppm。
本发明也可以采用固体酶制剂溶解后添加到谷氨酸发酵的生产过程中。
实施例1
一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，步骤如下：
(1)生产设备：10L谷氨酸发酵罐；
(2)酶制剂的添加方法：取发酵车间发酵罐28hr的发酵液(无菌操作)，在小试发酵罐内继续发酵，添加时温度要求30℃-40℃，添加量为0.1-100ppm。
(3)数据对照：
添加海藻糖酶的发酵罐糖酸转化率平均为69.5-71％，产酸平均为19-20.5％，未添加发酵罐糖酸转化率平均为68-69.5％，产酸平均为18-19.5％。通过实验对比发现添加海藻糖酶的实验罐糖酸转化率可提高1-2％，产酸可提高1-1.5％。
实施例2
一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，步骤如下：
(1)生产设备：800m3发酵罐。
(2)酶制剂的添加：谷氨酸发酵过程后期(20-32h)添加0.1-100ppm海藻糖酶，添加时温度要求30-40℃，接酶前发酵操作条件不变。
(3)数据对照
添加海藻糖酶的发酵罐糖酸转化率平均为68-69.5％，产酸平均为18-19.5％，未添加发酵罐糖酸转化率平均为67-69％，产酸平均为17-19％。通过实验对比发现添加海藻糖酶的实验罐糖酸转化率可提高1-1.5％，产酸可提高1-1.5％。
实施例3
一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，在谷氨酸发酵过程中后期添加海藻糖酶，添加时间为：发酵时期20-32h，添加时温度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前发酵操作条件不变。
具体步骤可以如下(如图1所示)：
⑴配料：按照常规谷氨酸发酵方法的配比，将发酵培养基的各种原料称量好，溶解完全配制成发酵培养基；
⑵灭菌：将配好的发酵培养基灭菌，温度108～110℃，维持时间8～10分钟，实消好的培养基在发酵罐内降温至33℃等待接种；
⑶发酵：将OD值为0.3～0.8的温敏型菌株的种子培养液按种子培养液：发酵培养基的体积比为10～15％比例接入发酵培养基中；发酵温度控制在32～40℃；补充氮源至pH为6.8～7.2，控制通气量为2～10L/min；发酵周期为24-32h；
⑷添加海藻糖酶：在发酵中后期，即发酵时期20-32h，根据发酵液中海藻糖浓度，添加海藻糖酶，添加时温度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前发酵操作条件不变；
⑸控糖：加酶后，发酵过程中需根据发酵液中残糖浓度控制流加糖比例，可以通过流加质量浓度为500～800g/L的葡萄糖溶液将残糖控制在质量分数为10g/L；
⑹谷氨酸提取：发酵结束后，发酵液进入谷氨酸提取系统，首先对发酵液进行蒸发浓缩，然后进行等电结晶，最后进行谷氨酸晶体分离，得到纯度高的谷氨酸产品。
通过检测发现，本发明方法能够将发酵糖酸转化率提高0.5-2％，产酸率提高5-10g/L，能够减少流加糖的消耗5-10％，能够降低发酵液总糖浓度5-10％，能够提高谷氨酸提取收率0.5-2％。
本领域的技术人员应该理解具体添加量和添加点与所使用的设备的能力、条件、需要达到的效果及达到效果的时间有关。
最后应当说明的是,很显然本发明的上述实施例仅仅是为了举例,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (7)

1.一种添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，其特征在于：在谷氨酸发酵过程中后期添加海藻糖酶，添加时间为：发酵时期20-32h，添加时温度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前发酵操作条件不变。
2.根据权利要求1所述的添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，其特征在于：步骤如下：
⑴配料：按照常规谷氨酸发酵方法的配比，将发酵培养基的各种原料称量好，溶解完全配制成发酵培养基；
⑵灭菌：将配好的发酵培养基灭菌，温度108～110℃，维持时间8～10分钟，实消好的培养基在发酵罐内降温至33℃等待接种；
⑶发酵：将OD值为0.3～0.8的温敏型菌株的种子培养液按种子培养液：发酵培养基的体积比为10～15％比例接入发酵培养基中；发酵温度控制在32～40℃；补充氮源至pH为6.8～7.2，控制通气量为2～10L/min；发酵周期为24-32h；
⑷添加海藻糖酶：在发酵中后期，即发酵时期20-32h，根据发酵液中海藻糖浓度，添加海藻糖酶，添加时温度要求30℃-40℃，添加比例：0.1-100ppm，接酶前发酵操作条件不变；
⑸控糖：加酶后，发酵过程中需根据发酵液中残糖浓度控制流加糖比例；
⑹谷氨酸提取：发酵结束后，发酵液进入谷氨酸提取系统，首先对发酵液进行蒸发浓缩，然后进行等电结晶，最后进行谷氨酸晶体分离，得到纯度高的谷氨酸产品。
3.根据权利要求2所述的添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，其特征在于：所述步骤⑸中通过流加质量浓度为500～800g/L的葡萄糖溶液将残糖控制在质量分数为10g/L。
4.根据权利要求1至3任一项所述的添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，其特征在于：所述方法能够将发酵糖酸转化率提高0.5-2％，产酸率提高5-10g/L。
5.根据权利要求1至3任一项所述的添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，其特征在于：所述方法能够减少流加糖的消耗5-10％。
6.根据权利要求1至3任一项所述的添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，其特征在于：所述方法能够降低发酵液总糖浓度5-10％。
7.根据权利要求1至3任一项所述的添加海藻糖酶提高谷氨酸发酵糖酸转换率的方法，其特征在于：所述方法能够提高谷氨酸提取收率0.5-2％。
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