CN112195206A - 一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明属于氨基酸生产技术领域，公开了一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺，其包括如下步骤：发酵0‑24h，通过流加液氨控制发酵液的pH值至7.0；发酵24‑48h，通过流加液碱控制发酵液的pH值至7.0。本发明采用液碱代替部分液氨，减少了对菌株的损害，谷氨酸发酵产量提高，还能够降低企业成本。
Description
技术领域
本发明属于氨基酸生产技术领域，具体涉及一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺。
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，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。我国已经成为味精的生产和消费大国，味精生产过程中的主要方法是谷氨酸发酵法，如何优化发酵工艺，提高糖酸转化率是企业需要不断解决的技术问题。
谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA)，然后进入三羧酸循环，生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下，生成谷氨酸。发酵法生产谷氨酸的过程中需要加碱调节pH来维持菌体的最适生长pH。目前能实现工艺要求的pH调控主要采用氨水调节，不需要消耗大量的试剂，生成的副产物少，具有闭合、清洁、廉价和高效等优点。谷氨酸生产菌高密度发酵条件下，伴随有谷氨酸的大量合成，会使pH迅速下降，需要通过流加氨水或液氨控制pH在7.0以上，铵盐可以作为发酵过程中的营养物和缓冲剂，但高浓度的NH4+会严重抑制谷氨酸棒杆菌的生长。
发明内容
在现有技术的基础上，申请人针对微生物发酵的特点，继续进行了改进，以提高发酵效率，提供了一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺。
本发明是通过如下技术方案来实现的。
一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：发酵0-24h，通过流加液氨控制发酵液的pH值至7.0；发酵24-48h，通过流加液碱控制发酵液的pH值至7.0。
进一步地，所述液碱的浓度为30-32%。
进一步地，所述发酵工艺还包括：
将黄色短杆菌GDK-9按8％接种量将种子液接入装有600L发酵培养基的1000L全自动发酵罐中进行发酵培养，菌体的接种浓度为OD600nm为0.9，发酵48h，收集发酵液；整个发酵过程中，控制发酵温度35℃，通风比1∶0.7，搅拌转速300r/min，溶氧维持在25％；整个发酵过程中，流加质量百分比浓度为50％的葡萄糖维持残糖不低于1.0％，流加消泡剂消泡。
进一步地，所述发酵培养基的制备方法为：取发酵培养基原料，按照以下浓度配制，葡萄糖80g/L，酵母浸膏20g/L，K2HPO4 2g/L，MgSO4·7H2O 50mg/L，MnSO4·H2O 3mg/L，FeSO4·7H2O 3mg/L，VB110mg/L，生物素7μg/L；将各原料搅拌均匀后，121℃灭菌15min，自然冷却，即得发酵培养基。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明发酵前24h采用常规的液氨调节pH，铵根离子可以作为发酵过程中的营养物和缓冲剂，铵根离子浓度不会太高，从而不会对菌株造成损害，发酵后24h，利用液碱替代液氨，避免了铵根离子浓度过高对菌株造成损害造成发酵效率下降。本发明采用液碱代替部分液氨，减少了对菌株的损害，谷氨酸发酵产量提高了4-5%，还能够降低企业成本。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺，其包括如下步骤：
将黄色短杆菌GDK-9按8％接种量将种子液接入装有600L发酵培养基的1000L全自动发酵罐中进行发酵培养，菌体的接种浓度为OD600nm为0.9，发酵48h，收集发酵液；整个发酵过程中，控制发酵温度35℃，通风比1∶0.7，搅拌转速300r/min，溶氧维持在25％；整个发酵过程中，流加质量百分比浓度为50％的葡萄糖维持残糖不低于1.0％，流加消泡剂消泡；
发酵0-24h，通过流加液氨控制发酵液的pH值至7.0；发酵24-48h，通过流加液碱（浓度为30%）控制发酵液的pH值至7.0；
所述发酵培养基的制备方法为：取发酵培养基原料，按照以下浓度配制，葡萄糖80g/L，酵母浸膏20g/L，K2HPO4 2g/L，MgSO4·7H2O 50mg/L，MnSO4·H2O 3mg/L，FeSO4·7H2O 3mg/L，VB110mg/L，生物素7μg/L；将各原料搅拌均匀后，121℃灭菌15min，自然冷却，即得发酵培养基。
发酵至12h时，按照0.03ml/min.L（每升发酵液中每分钟流加0.03ml）的流加速度向发酵培养基中添加培养液，直至发酵结束；所述培养液的组分为：氯化钙10g/L，乙烯利10mg/L。
实施例2
一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺，其包括如下步骤：
将黄色短杆菌GDK-9按8％接种量将种子液接入装有600L发酵培养基的1000L全自动发酵罐中进行发酵培养，菌体的接种浓度为OD600nm为0.9，发酵48h，收集发酵液；整个发酵过程中，控制发酵温度35℃，通风比1∶0.7，搅拌转速300r/min，溶氧维持在20-25％；整个发酵过程中，流加质量百分比浓度为50％的葡萄糖维持残糖不低于1.0％，流加消泡剂消泡；
发酵0-24h，通过流加液氨控制发酵液的pH值至7.0；发酵24-48h，通过流加液碱（浓度为32%）控制发酵液的pH值至7.0；
所述发酵培养基的制备方法为：取发酵培养基原料，按照以下浓度配制，葡萄糖80g/L，酵母浸膏20g/L，K2HPO4 2g/L，MgSO4·7H2O 50mg/L，MnSO4·H2O 3mg/L，FeSO4·7H2O 3mg/L，VB110mg/L，生物素7μg/L；将各原料搅拌均匀后，121℃灭菌15min，自然冷却，即得发酵培养基。
发酵至12h时，按照0.02ml/min.L（每升发酵液中每分钟流加0.02ml）的流加速度向发酵培养基中添加培养液，直至发酵结束；所述培养液的组分为：氯化钙15g/L，乙烯利15mg/L。
对比例1
一种谷氨酸发酵的方法，其包括如下步骤：
将黄色短杆菌GDK-9按8％接种量将种子液接入装有600L发酵培养基的1000L全自动发酵罐中进行发酵培养，菌体的接种浓度为OD600nm为0.9，发酵48h，收集发酵液；整个发酵过程中，控制发酵温度35℃，通风比1∶0.7，搅拌转速300r/min，溶氧维持在25％；整个发酵过程中，流加质量百分比浓度为50％的葡萄糖维持残糖不低于1.0％，流加消泡剂消泡，通过流加液氨控制发酵液的pH值至7.0；所述发酵培养基的制备方法为：取发酵培养基原料，按照以下浓度配制，葡萄糖80g/L，酵母浸膏20g/L，K2HPO4 2g/L，MgSO4·7H2O 50mg/L，MnSO4·H2O 3mg/L，FeSO4·7H2O 3mg/L，VB110mg/L，生物素7μg/L；将各原料搅拌均匀后，121℃灭菌15min，自然冷却，即得发酵培养基。
发酵至12h时，按照0.03ml/min.L（每升发酵液中每分钟流加0.03ml）的流加速度向发酵培养基中添加培养液，直至发酵结束；所述培养液的组分为：氯化钙10g/L，乙烯利10mg/L。
对比例2
一种谷氨酸发酵的方法，其包括如下步骤：
将黄色短杆菌GDK-9按8％接种量将种子液接入装有600L发酵培养基的1000L全自动发酵罐中进行发酵培养，菌体的接种浓度为OD600nm为0.9，发酵48h，收集发酵液；整个发酵过程中，控制发酵温度35℃，通风比1∶0.7，搅拌转速300r/min，溶氧维持在20-25％；整个发酵过程中，流加质量百分比浓度为50％的葡萄糖维持残糖不低于1.0％，流加消泡剂消泡，通过流加液氨控制发酵液的pH值至7.0；
所述发酵培养基的制备方法为：取发酵培养基原料，按照以下浓度配制，葡萄糖80g/L，酵母浸膏20g/L，K2HPO4 2g/L，MgSO4·7H2O 50mg/L，MnSO4·H2O 3mg/L，FeSO4·7H2O 3mg/L，VB110mg/L，生物素7μg/L；将各原料搅拌均匀后，121℃灭菌15min，自然冷却，即得发酵培养基。
发酵至12h时，按照0.02ml/min.L（每升发酵液中每分钟流加0.02ml）的流加速度向发酵培养基中添加培养液，直至发酵结束；所述培养液的组分为：氯化钙15g/L，乙烯利15mg/L。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，或在实施案例之外的树种实施本方法，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改，改进或范围的扩大，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：发酵0-24h，通过流加液氨控制发酵液的pH值至7.0；发酵24-48h，通过流加液碱控制发酵液的pH值至7.0。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述液碱的浓度为30-32%。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述发酵工艺还包括：
将黄色短杆菌GDK-9按8％接种量将种子液接入装有600L发酵培养基的1000L全自动发酵罐中进行发酵培养，菌体的接种浓度为OD600nm为0.9，发酵48h，收集发酵液；整个发酵过程中，控制发酵温度35℃，通风比1∶0.7，搅拌转速300r/min，溶氧维持在25％；整个发酵过程中，流加质量百分比浓度为50％的葡萄糖维持残糖不低于1.0％，流加消泡剂消泡。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述发酵培养基的制备方法为：取发酵培养基原料，按照以下浓度配制，葡萄糖80g/L，酵母浸膏20g/L，K2HPO4 2g/L，MgSO4·7H2O50mg/L，MnSO4·H2O 3mg/L，FeSO4·7H2O 3mg/L，VB110mg/L，生物素7μg/L；将各原料搅拌均匀后，121℃灭菌15min，自然冷却，即得发酵培养基。
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