CN1884567A

CN1884567A - L－谷氨酰胺发酵培养基的制备方法

Info

Publication number: CN1884567A
Application number: CN 200610026976
Authority: CN
Inventors: 王锦华; 陈振风
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2006-12-27

Abstract

本发明涉及微生物发酵法生产L－谷氨酰胺工艺中的发酵培养基的制备工艺方法，属于生物工程中的微生物发酵工艺技术领域。本发明用生物素和复合维生素及替代传统工艺中的玉米浆进行L－谷氨酰胺发酵培养基的配制。本发明培养基的配方如下：葡萄糖12％、硫酸铵4.5％、磷酸氢二钾0.05％、磷酸二氢钾0.05％、硫酸镁0.05％、生物素5×10^－7％、复合维生素B8×10^－5％，用自来水配制；以上均为体积百分比浓度。本发明方法在培养基的灭菌方法上还采用二组成分分开灭菌后再共同混和的方法。本发明的发酵水平和提取效果都优于传统原有的培养基。

Description

L-谷氨酰胺发酵培养基的制备方法

技术领域

本发明涉及微生物发酵法生产L-谷氨酰胺工艺中的发酵培养基的制备工艺方法，属于生物工程中的微生物发酵工艺技术领域。

背景技术

L-谷氨酰胺是L-谷氨酸的γ-羧基酰胺化合物，分子式为C₅H₁₀O₃N₂，常温下为无色针状结晶，可溶于水。风是人体内含量最丰富的一种氨基酸，在维持人体肠道机能，提高免疫力，改善酸碱平衡增进脑神经功能等方面有显著作用，还可用作生产药物和保健品的原料。

L-谷氨酰胺的生产工艺方式主要是微生物发酵法，生产菌种大多为黄色短杆菌或谷氨酸棒杆菌的生物素缺陷型突变株，而生物素作为生产菌必需的生长因子，在配制培养基时一定要添加，其含量一般应控制在亚适量4～10ug/L范围内，否则发酵不能正常进行。工业上采用添加玉米浆(生物素含量500ug/L)作为生物素的来源配制发酵培养基，用量一般为培养基的1％左右。

以往常用的L-谷氨酰胺发酵培养基配方中的一些物质为：葡萄糖、硫酸铵、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、玉米浆。该培养基中使用了玉米浆，由于玉米浆的成分较复杂，造成发酵液中杂质种类增多、杂志含量提高，从而增加了从发酵液中提取L-谷氨酰胺的难度，降低了提取收率；另外过去的工艺方法中，配制好的培养基在进行实罐灭菌时，葡萄糖、硫酸铵、磷盐、镁盐在高温下发生的化学反应会生成色素和沉淀物，不仅增加了培养基中杂质而影响提取，并且破坏了培养基部分营养成分，对发酵和提取均不利。

发明内容

本发明的目的在于消除以往工艺上存在的缺点，改变培养基配方，以生物素和复合维生素B来替代以往的玉米浆，以创建新的L-谷氨酰胺发酵培养基配方。本发明的又一目的是提供一种新的工艺方法和步骤，即在灭菌环节上采用二组物质分开灭菌后再混和的方法，以获得杂质含量少的发酵培养基。

本发明一种L-谷氨酰胺发酵培养基的制备方法，其特征在于以下的制备过程和步骤：

a.设计确定L-谷氨酰胺发酵培养基配方：葡萄糖12％、硫酸铵4.5％、磷酸氢二钾0.05％、磷酸二氢钾0.05％、硫酸镁0.05％、生物素5×10^-7％、复合维生素B 8×10^-5％，用自来水配制；以上百分数为体积百分比浓度，即每100毫升培养基溶液中各物质的重量克数；

b.将上述各物质用自来水溶解后，按上述配方的体积百分比浓度配制培养基溶液，先暂不加入硫酸铵和硫酸镁，加水混和，加水量为培养基总用水量的80％；

c.将上述培养基溶液放于发酵罐中夹套加热灭菌；然后将上述的硫酸镁、硫酸铵溶解混和，加入水，加水量为培养基总用水量的20％；随后放于灭菌锅中灭菌，再冷却50℃以下，按无菌操作要求与上述发酵罐内的培养基物质共同混合均匀，即得新的L-谷氨酰胺发酵培养基溶液。

本发明方法所得的新的L-谷氨酰胺发酵培养基，在使用过程中，通过L-谷氨酰胺摇瓶和小型自控发酵罐发酵生产L-谷氨酰胺的产量均达到或超过了以往使用玉米浆配方配制的培养基。另外，本发明采用了二组培养基物质分开灭菌后再混和的方法，有效减少了灭菌时副反应的发生，减少了有害物质的生成及营养成分的损失。

本发明达到的效果是：在不低于原有发酵水平的前提下通过改变培养基的成分和灭菌方法，使培养基中的杂质种类和数量减少，从而有利于从发酵液中提取L-谷氨酰胺粗晶，并可提高粗晶纯度和提取收率。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实施例中的L-谷氨酰胺发酵培养基的制备过程和步骤如下：

(1)设定制备8升L-谷氨酰胺发酵培养基：称取葡萄糖960克、磷酸氢二钾4克、磷酸二氢钾4克、生物素40微克、复合维生素B 6.4毫克；其中生物素为市购物质，可先配成40微克/毫升的水溶液后准确吸取1毫升加入；上述培养基原料溶解后加水定容到7升，随后加入于发酵罐中，在115℃温度下灭菌15分钟，然后冷却到31℃，用无菌空气保压。

(2)另外称取硫酸铵360克，硫酸镁4克，溶解后配制成1升水溶液，随后装入大三角瓶中，用纱布及牛皮纸扎口，放在高压灭菌锅中，在115℃温度下灭菌15分钟，然后冷却到50℃以下，在无菌操作条件下将其加入上述发酵罐，与发酵罐中的培养基原料共同混合均匀，即得到新的L-谷氨酰胺发酵培养基溶液。

上述实施例中制得的发酵培养基的使用方法及其过程如下所述：

将上述培养基在接种前用浓氨水调节pH值为6.5，即可接种发酵；所用的种子液为常规方法培养的生产菌种子液，接种量为2％。发酵过程中，氨水加入方式为自动流加方式，以补充氮源，控制发酵时的pH值为6.5，发酵温度为31℃；氨水浓度为25％，其总用量为培养基体积的10％。然后在L-谷氨酰胺发酵液中提取产物，采用浓缩冷却结晶方法获得L-谷氨酰胺粗晶，其收率可达77％，粗品的纯度为75％；而以往的旧工艺其收率为70％，纯度为65％；可见本发明方法的产物在产量和质量上均有所提高。

Claims

1.一种L-谷氨酰胺发酵培养基的制备方法，其特征在于以下的制备过程和步骤：

a.设计确定L-谷氨酰胺发酵培养基配方：葡萄糖12％、硫酸铵4.5％、磷酸氢二钾0.05％、磷酸二氢钾0.05％、硫酸镁0.05％、生物素5×10^-7％、复合维生素B8×10^-5％，用自来水配制；以上百分数为体积百分比浓度，即每100毫升培养基溶液中各物质的重量克数；

c.将上述培养基溶液放于发酵罐中夹套加热灭菌；然后将上述的硫酸镁、硫酸按溶解混和，加入水，加水量为培养基总用水量的20％；随后放于灭菌锅中灭菌，再冷却50℃以下，按无菌操作需求与上述发酵罐内的培养基物质共同混合均匀，即得新的L-谷氨酰胺发酵培养基溶液。