CN113025668A - 一种高效的氨基酸发酵液低温加压灭菌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效的氨基酸发酵液低温加压灭菌方法，包括下述步骤，将氨基酸发酵液在0.1‑0.4MPa和不高于80℃条件下进行灭菌处理，制得氨基酸发酵灭菌液。本发明的灭菌方法的活菌数为0，灭菌温度低，能耗低，提高了灭菌发酵液的透光率，降低了发酵灭菌液中的色素含量，利于脱色处理，显著降低成本，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种高效的氨基酸发酵液低温 加压灭菌方法。
背景技术
微生物发酵法制备氨基酸的方法具有生物基原料、高效率转化、反 应温和、环保经济等优点，从而被行业广泛运用。该方法以葡萄糖为原 料，经微生物发酵获得氨基酸发酵液。发酵液经除菌、脱色、浓缩、结 晶、分离等处理，得到氨基酸产品。
灭菌是发酵液的必要处理步骤之一。灭菌使发酵液中的菌体蛋白变 性凝固而终止反应，避免活菌外泄和噬菌体感染。发酵液的灭菌方式主 要是蒸汽灭菌，在80-90℃下对发酵液热处理10-20分钟，彻底消灭活菌。 高温情况下，发酵液易发生复杂的化学反应(如美拉德反应)，产生色 素和其他杂质成分，为后续纯化处理增加难度，影响L-缬氨酸纯度和外 观。因此，本领域亟需一种高效的灭菌方法，提高灭菌效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效的氨基酸发酵液低温加压灭菌方 法，包括下述步骤，将氨基酸发酵液在0.1-0.4MPa和不高于80℃条件下 进行灭菌处理，制得氨基酸发酵灭菌液。
本发明优选的技术方案，所述氨基酸发酵液选自甘氨酸发酵液、丙 氨酸发酵液、缬氨酸发酵液、亮氨酸发酵液、异亮氨酸发酵液、脯氨酸 发酵液、色氨酸发酵液、丝氨酸发酵液、酪氨酸发酵液、半胱氨酸发酵 液、苯丙氨酸发酵液、天冬酰胺发酵液、苏氨酸发酵液、天冬氨酸发酵 液、谷氨酸发酵液、赖氨酸发酵液、蛋氨酸发酵液、精氨酸发酵液、组 氨酸发酵液中的任一种。
本发明优选的技术方案，所述灭菌压力为0.2-0.3MPa。
本发明优选的技术方案，所述灭菌温度为50-65℃，优选为53-57℃。
本发明优选的技术方案，所述灭菌时间≥20分钟，优选为25-30分 钟。
本发明优选的技术方案，所述低温灭菌方法的活菌数为0。
本发明优选的技术方案，所述氨基酸发酵灭菌液的透光率≥45％，优 选为≥50％。
本发明优选的技术方案，所述氨基酸发酵液为缬氨酸发酵液。
本发明优选的技术方案，所述缬氨酸发酵液的制备包括下述步骤， 将缬氨酸生产菌接种到发酵培养基中，将其置于30-38℃、pH6-7条件下 发酵培养至残糖量≤0.5g/L，制得缬氨酸发酵液。
本发明优选的技术方案，所述缬氨酸生产菌的接种方法包括下述步 骤：
(1)将缬氨酸生产菌按照接种量为1-5％接种到LB培养基中，将 其置于180-220r/min、35-37℃、pH6-7条件下培养至OD值3-4，得到 LB种子液；
(2)将LB种子液按照0.5-5％接种量转接至合成培养基中，将其置 于180-220r/min、35-37℃、pH6-7条件下培养至OD值3-4，得到种子培 养液；
(3)将种子培养液按接种量0.5-10％接种到发酵培养基中。
本发明优选的技术方案，LB培养基组成为：8-10g/L蛋白胨、5-10g/L 酵母粉和8-10g/L氯化钠。
本发明优选的技术方案，合成培养基组成为：甘油8-10g/L、磷酸二 氢钾18-21g/L、硫酸铵5-7g/L、硫酸镁1-2g/L、酵母粉1.0-1.2g/L、维生 素B1为0.002-0.004g/L，灭菌前用氨水调pH7.3-7.5。
本发明优选的技术方案，发酵培养基的组成为：葡萄糖100-150g/L、 磷酸二氢钾18-22g/L、硫酸铵5-6g/L、VB1为0.010-0.012g/L、七水硫酸 镁2-3g/L、硫酸铜0.03-0.05g/L、七水硫酸亚铁0.02-0.04g/L、聚醚消泡 剂0.2mL/L。
本发明优选的技术方案，所述发酵培养方式选自厌氧发酵、微通氧 发酵、先需氧后厌氧发酵的任一种或其组合。
除非另有说明，本发明涉及液体与液体之间的百分比时，所述的百 分比为体积/体积百分比；本发明涉及液体与固体之间的百分比时，所述 百分比为体积/重量百分比；本发明涉及固体与液体之间的百分比时，所 述百分比为重量/体积百分比；其余为重量/重量百分比。
除非另有说明，本发明采用如下检测方法：
透光率：采用紫外分光光度计，以去离子水为参照，待测溶液在 430nm波长下进行检测，获得透光率。
与现有技术相比，本发明具有下述有益技术效果：
本发明的低温加压灭菌方法的活菌数为0，绿色环保，且灭菌温度 低，能耗低，提高了灭菌发酵液的透光率并降低了灭菌发酵液中的色素 含量，利于脱色处理，显著降低成本，适合工业化生产。
具体实施方式
通过以下实施例和实验例进一步详细说明本发明。这些实施例和实 验例仅用于说明性目的，而并非用于限制本发明的范围。
黄色短杆菌(拉丁文名称：Brevibacterium flavum HHVLA-002，保 藏编号：CCTCCNO:M 2019496，保藏日期：2019年06月26日，保 藏地点：中国典型培养物保藏中心，保藏地址：湖北省武汉市武昌区八 一路珞珈山。)，甘油管保藏(菌种终浓度为0.5-1.0OD)。
具体实施方式中所用的培养基包括：
LB培养基的组成为：10g/L蛋白胨、10g/L酵母粉和10g/L氯化钠， 121℃灭菌30min。
合成培养基的组成为：甘油10g/L、磷酸二氢钾18g/L、硫酸铵5g/L、 硫酸镁2g/L、酵母粉1.2g/L、维生素B1为0.004g/L，灭菌前用氨水调 pH 7.3-7.5，121℃灭菌30min。
发酵培养基的组成为：葡萄糖150g/L、磷酸二氢钾18g/L、硫酸铵 6g/L、VB1为0.010g/L、七水硫酸镁2g/L、硫酸铜0.03g/L、七水硫酸亚 铁0.02g/L、聚醚消泡剂0.2mL/L，121℃灭菌30min。
实施例1低温加压灭菌法制备L-缬氨酸发酵灭菌液
低温加压灭菌法制备L-缬氨酸发酵灭菌液，包括下述步骤：
(1)1mL黄色短杆菌接种到50mL的LB培养基中，将其置于在 37℃、210r/min条件下摇床培养至pH6.2-6.5、OD值(吸光度)为3-4， 获得一级种子液；
(2)取2mL的一级种子液，将其接种到100mL合成培养基中，再 将其置于37℃、210r/min条件下摇床培养，至pH6.4-6.6、OD值为3-4， 获得L-缬氨酸种子培养液；
(3)将L-缬氨酸种子培养液按接种量2％接种到发酵培养基中，将 其置于35℃、pH6-7条件下发酵培养，至残糖量不高于0.5g/L，收集L- 缬氨酸发酵液；
(4)将L-缬氨酸发酵液在0.23MPa和53℃条件下灭菌处理25分 钟，制得缬氨酸发酵灭菌液。
经检测，缬氨酸发酵灭菌液中的活菌数为0，透光率为52.5％。
实施例2低温加压灭菌法制备L-缬氨酸发酵灭菌液
低温加压灭菌法制备L-缬氨酸发酵灭菌液，包括下述步骤：
(1)1mL黄色短杆菌接种到50mL的LB培养基中，将其置于37℃、 210r/min条件下摇床培养至pH6.2-6.5、OD值为3-4，获得一级种子液；
(2)取2mL的一级种子液，将其接种到100mL合成培养基中，再 将其置于37℃、210r/min条件下摇床培养，至pH6.4-6.6、OD值为3-4 终止培养，获得L-缬氨酸种子培养液；
(3)将L-缬氨酸种子培养液按接种量2％接种到发酵培养基中，将 其置于35℃、pH6-7条件下发酵培养，至残糖量不高于0.5g/L，收集L- 缬氨酸发酵液；
(4)将L-缬氨酸种子培养液在0.28MPa和55℃条件下灭菌处理25 分钟，制得缬氨酸发酵灭菌液。
经检测，缬氨酸发酵灭菌液中的活菌数为0，透光率为51.4％。
实施例3低温加压灭菌法制备L-缬氨酸发酵灭菌液
低温加压灭菌法制备L-缬氨酸发酵灭菌液，包括下述步骤：
(1)1mL黄色短杆菌接种到50mL的LB培养基中，将其置于37℃、 210r/min条件下摇床培养至pH6.2-6.5、OD值为3-4，获得一级种子液；
(2)取2mL的一级种子液，将其接种到100mL合成培养基中，再 将其置于37℃、210r/min条件下摇床培养，至pH6.4-6.6、OD值为3-4， 获得L-缬氨酸种子培养液；
(3)将L-缬氨酸种子培养液按接种量2％接种到发酵培养基中，再 将其置于35℃、pH6-7条件下发酵培养，至残糖量不高于0.5g/L，收集 L-缬氨酸发酵液；
(4)将L-缬氨酸发酵液在0.30MPa和57℃条件下灭菌处理25分 钟，制得缬氨酸发酵灭菌液。
经检测，缬氨酸发酵灭菌液中的活菌数为0，透光率为50.5％。 对比例1L-缬氨酸发酵灭菌液的制备
L-缬氨酸发酵灭菌液的制备，包括下述步骤：
(1)将1mL黄色短杆菌接种到50mL的LB培养基中，将其置于37℃、210r/min条件下摇床培养至pH6.2-6.5、OD值为3-4，获得一级 种子液；
(2)取2mL的一级种子液，将其接种到100mL合成培养基中，再 将其置于37℃、210r/min条件下摇床培养，至pH6.4-6.6、OD值为3-4， 获得L-缬氨酸种子培养液；
(3)将L-缬氨酸种子培养液按接种量2％接种到发酵培养基中，将 其置于35℃、pH6-7条件下发酵培养，至残糖量不高于0.5g/L，收集L- 缬氨酸发酵液；
(4)将L-缬氨酸种子培养液在0MPa和80℃条件下灭菌处理25分 钟，制得缬氨酸发酵灭菌液。
经检测，缬氨酸发酵灭菌液中的活菌数为0，透光率为32.2％。 对比例2L-缬氨酸发酵灭菌液的制备
L-缬氨酸发酵灭菌液的制备，包括下述步骤：
(1)1mL黄色短杆菌接种到50mL的LB培养基中，将其置于37℃、 210r/min条件下摇床培养至pH6.2-6.5、OD值为3-4，获得一级种子液；
(2)取2mL的一级种子液，将其接种到100mL合成培养基中，再 将其置于37℃、210r/min条件下摇床培养，至pH6.4-6.6、OD值为3-4， 获得L-缬氨酸种子培养液；
(3)将L-缬氨酸种子培养液按接种量2％接种到发酵培养基中，将 其置于35℃、pH6-7条件下发酵培养，至残糖量不高于0.5g/L，收集L- 缬氨酸发酵液；
(4)将L-缬氨酸种子培养液在0MPa和90℃条件下灭菌处理25分 钟，制得缬氨酸发酵灭菌液。
经检测，缬氨酸发酵灭菌液中的活菌数为0，透光率为30.1％。
以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明，本领域技术人 员可以根据本发明作出各种改变或变形，只要不脱离本发明的精神，均 应属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种高效的氨基酸发酵液低温加压灭菌方法，包括下述步骤，将氨基酸发酵液在0.1-0.4MPa和不高于80℃条件下进行灭菌处理，制得氨基酸发酵灭菌液。
2.根据权利要求1所述的灭菌方法，所述氨基酸发酵液选自甘氨酸发酵液、丙氨酸发酵液、缬氨酸发酵液、亮氨酸发酵液、异亮氨酸发酵液、脯氨酸发酵液、色氨酸发酵液、丝氨酸发酵液、酪氨酸发酵液、半胱氨酸发酵液、苯丙氨酸发酵液、天冬酰胺发酵液、苏氨酸发酵液、天冬氨酸发酵液、谷氨酸发酵液、赖氨酸发酵液、蛋氨酸发酵液、精氨酸发酵液、组氨酸发酵液中的任一种。
3.根据权利要求1-2任一项所述的灭菌方法，所述灭菌压力为0.2-0.3MPa。
4.根据权利要求1-3任一项所述的灭菌方法，所述灭菌温度为50-65℃，优选为53-57℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的灭菌方法，所述低温灭菌方法的活菌数为0。
6.根据权利要求1-5任一项所述的灭菌方法，所述氨基酸发酵灭菌液的透光率≥45％，优选为≥50％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的灭菌方法，所述氨基酸发酵液为缬氨酸发酵液。
8.根据权利要求1-7任一项所述的灭菌方法，所述缬氨酸发酵液的制备包括下述步骤，将缬氨酸生产菌接种到发酵培养基中，将其置于30-38℃、pH6-7条件下发酵培养至残糖量≤0.5g/L，制得缬氨酸发酵液。
9.根据权利要求8所述的灭菌方法，所述缬氨酸生产菌的接种方法包括下述步骤：
(1)将缬氨酸生产菌按照接种量为1-5％接种到LB培养基中，将其置于180-220r/min、35-37℃、pH6-7条件下培养至OD值3-4，得到LB种子液；
(2)将LB种子液按照0.5-5％接种量转接至合成培养基中，将其置于180-220r/min、35-37℃、pH6-7条件下培养至OD值3-4，得到种子培养液；
(3)将种子培养液按接种量0.5-10％接种到发酵培养基中。
10.根据权利要求1-9任一项所述的灭菌方法，所述发酵培养方式选自厌氧发酵、微通氧发酵、先需氧后厌氧发酵的任一种或其组合。
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