一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法技术

本发明专利技术公开一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法，包括以下步骤：步骤一、种子培养；步骤二、将步骤一得到的菌种接种到发酵培养基中进行培养；发酵过程中，控制发酵培养基的葡萄糖含量、温度、pH值、溶氧等条件；步骤三、发酵结束后，从发酵液中提取、精制谷氨酰胺。本发明专利技术提供的高产谷氨酰胺的发酵生产方法，该方法原料成本低、控制易于实现，发酵产酸高，平均产酸高达79.8g/L。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微生物发酵生产领域，具体涉及一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法。
技术介绍
L-谷氨酰胺是人体条件必需性氨基酸，有提高人体免疫力，对脑机能和胃肠道功能的发挥有明显促进作用等特殊功效。目前在食品保健、饲料添加剂、医药卫生等领域有较广泛的应用和良好的发展前景。谷氨酰胺主要采用工业微生物发酵的方法进行生产，目前我国真正实现工业化生产L-谷氨酰胺的企业很少，菌株产酸水平与国外先进水平相比有较大差距。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法，该方法原料成本低、控制易于实现，发酵产酸高，平均产酸高达79.8g/L。本专利技术实现上述目的采用的技术方案是：一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法，包括以下步骤：步骤一、先采用生产谷氨酰胺的菌种进行种子培养，在培养过程的7-9h控制风量和转速使溶氧降低至15-20%，培养结束得到菌种，备用；步骤二、按照10-15%的接种量将步骤一得到的菌种接种到发酵培养基中，发酵开始2-5h后，控制发酵培养基的葡萄糖含量为0.5-1.5%，在发酵过程的6-10h内流加培养基重量1-1.5%的(NH4)2SO4，10h后停止流加，发酵过程的前30h控制温度为33-35℃，30h后发酵罐内平均温度升高0.8-1.2℃，当发酵培养至OD值接近最高值时，调节pH值为5.6-6.0，降低溶氧至10-15%；所述的发酵培养基中，除水外以下营养成分的按照质量百分数计含有分别为葡萄糖3-7%、玉米浆1-3%、NH4Cl2-4%、KH2PO40.2-0.4%、MgSO40.08-0.2%、和KCl0.1-0.2%，按照每升发酵培养基中还含有计，以下营养成分的添加量分别为酵母粉1-1.5g/L、FeSO410-20mg/L、CuSO42-10mg/L、和硫胺素1-10mg/L；所述的发酵培养基中还添加有质量百分数为0.1-0.2%的抑制剂，以及谷氨酰胺合成酶的激活剂；步骤三、发酵结束后，从发酵液中提取、精制谷氨酰胺，即完成高产谷氨酰胺的发酵生产。所述的抑制剂为柠檬酸。所述的谷氨酰胺合成酶的激活剂由MnCl2和ZnSO4组成，添加量分别为MnCl250-150mg/L和ZnSO410-80mg/L。本专利技术的有益效果本专利技术提供的谷氨酰胺的发酵生产方法首次将EMP途径的代谢流与谷氨酰胺的代谢流统筹考虑，通过抑制EMP循环，减少丙氨酸、乙酸等杂酸产生，减少碳架损耗，同时增强HMP途径以提供足量的还原力，增强谷氨酰胺合成的代谢流，从而达到提高产酸、降低成本的目的，本专利技术提供的发酵方法可达到平均产酸79.8g/L。本专利技术在谷氨酰胺的培养过程中，通过调节发酵液pH、增加酶的激活剂，来综合提高谷氨酰胺合成酶的活性，抑制谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶活性。底料中NH4Cl含量较低，形成氮饥饿，6-10h后再流加(NH4)2SO4提供充足铵根离子以便于谷氨酰胺合成，避免初始铵离子浓度过高抑制谷氨酰胺合成酶活性，同时提高氯离子含量能够增加谷氨酸泌出细胞外的难度。具体实施方式一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法，包括以下步骤：步骤一、先采用生产谷氨酰胺的菌种进行种子培养，在培养过程的7-9h控制风量和转速使溶氧降低至15-20%，培养结束得到菌种，备用；步骤二、按照10-15%的接种量将步骤一得到的菌种接种到发酵培养基中，发酵开始2-5h后，控制发酵培养基的葡萄糖含量为0.5-1.5%，在发酵过程的6-10h内流加培养基重量1-1.5%的(NH4)2SO4，10h后停止流加，发酵过程的前30h控制温度为33-35℃，30h后发酵罐内平均温度升高0.8-1.2℃，当发酵培养至OD值接近最高值时，调节pH值为5.6-6.0，降低溶氧至10-15%；所述的发酵培养基中，除水外以下营养成分的按照质量百分数计含有分别为葡萄糖3-7%、玉米浆1-3%、NH4Cl2-4%、KH2PO40.2-0.4%、MgSO40.08-0.2%、和KCl0.1-0.2%，按照每升发酵培养基中还含有计，以下营养成分的添加量分别为酵母粉1-1.5g/L、FeSO410-20mg/L、CuSO42-10mg/L、和硫胺素1-10mg/L；所述的发酵培养基中还添加有质量百分数为0.1-0.2%的抑制剂，以及谷氨酰胺合成酶的激活剂；步骤三、发酵结束后，从发酵液中提取、精制谷氨酰胺，即完成高产谷氨酰胺的发酵生产。所述的抑制剂为柠檬酸。所述的谷氨酰胺合成酶的激活剂由MnCl2和ZnSO4组成，添加量分别为MnCl250-150mg/L和ZnSO410-80mg/L。以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明：实施例1：一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法，包括以下步骤：步骤一、先采用谷氨酸棒杆菌YG-3131进行种子培养，在培养过程的7-9h控制风量和转速使溶氧降低至15-20%，培养结束得到菌种，备用；步骤二、按照10%的接种量将步骤一得到的菌种接种到发酵培养基中，所述的发酵培养基中，除水外，按照质量百分数计含有葡萄糖7%、玉米浆1%、NH4Cl2%、KH2PO40.2%、MgSO40.08%、KCl0.1%，按照每升计，每升发酵培养基中还含有酵母粉1g/L、FeSO420mg/L、CuSO42mg/L和硫胺素1mg/L；所述的发酵培养基中还添加有质量百分数为0.1%的抑制剂柠檬酸，以及谷氨酰胺合成酶的激活剂，谷氨酰胺合成酶的激活剂由MnCl2和ZnSO4组成，添加量分别为MnCl250mg/L和ZnSO480mg/L；发酵开始2-5h后，控制发酵培养基的葡萄糖含量为0.5-1.5%，在发酵过程的6-10h内流加培养基重量1-1.5%的(NH4)2SO4，10h后停止流加，发酵过程的前30h控制温度为33℃，30h后发酵罐内平均温度升高1.2℃，当发酵培养至OD值接近最高值时，调节pH值为5.6-6.0，降低溶氧至10-15%；步骤三、发酵结束后，从发酵液中提取、精制谷氨酰胺，即完成高产谷氨酰胺的发酵生产。本实施例最终产酸量为80.0g/L。实施例2：一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法，包括以下步骤：步骤一、先采用谷氨酸棒杆菌YG-3131进行种子培养，在培养过程的7-9h控制风量和转速使溶氧降低至15-20%，培养结束得到菌种，备用；步骤二、按照15%的接种量将步骤一得到的菌种接种到发酵培养基中，所述的发酵培养基中，按照质量百分数计含有葡萄糖3%、玉米浆1%、NH4Cl2%、KH2PO40.2%、MgSO40.2%、KCl0.2%，按照每升计，每升发酵培养基中还含有酵母粉1.5g/L、FeSO410mg/L、CuSO410mg/L和硫胺素10mg/L；所述的发酵培养基中还添加有质量百分数为0.2%的抑制剂柠檬酸，以及谷氨酰胺合成酶的激活剂，谷氨酰胺合成酶的激活剂由MnCl2和ZnSO4组成，添加量分别为MnCl2150mg/L和ZnSO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、先采用生产谷氨酰胺的菌种进行种子培养，在培养过程的7‑9h控制风量和转速使溶氧降低至15‑20%，培养结束得到菌种，备用；步骤二、按照10‑15%的接种量将步骤一得到的菌种接种到发酵培养基中，发酵开始2‑5h后，控制发酵培养基的葡萄糖含量为0.5‑1.5%，在发酵过程的6‑10h内流加培养基重量1‑1.5%的(NH4)2SO4，10h后停止流加，发酵过程的前30h控制温度为33‑35℃，30h后发酵罐内平均温度升高0.8‑1.2℃，当发酵培养至OD值接近最高值时，调节pH值为5.6‑6.0，降低溶氧至10‑15%；所述的发酵培养基中，按照质量百分数计含有葡萄糖3‑7%、玉米浆1‑3%、NH4Cl2‑4%、KH2PO40.2‑0.4%、MgSO40.08‑0.2%和KCl0.1‑0.2%，每升发酵培养基中还含有酵母粉1‑1.5g/L、FeSO410‑20mg/L、CuSO42‑10mg/L和硫胺素1‑10mg/L；所述的发酵培养基中还添加有质量百分数为0.1‑0.2%的抑制剂，以及谷氨酰胺合成酶的激活剂；步骤三、发酵结束后，从发酵液中提取、精制谷氨酰胺，即完成高产谷氨酰胺的发酵生产。...

【技术特征摘要】
1.一种高产谷氨酰胺的发酵生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、先采用生产谷氨酰胺的菌种进行种子培养，在培养过程的7-9h控制风量和转速使溶氧降低至15-20%，培养结束得到菌种，备用；
步骤二、按照10-15%的接种量将步骤一得到的菌种接种到发酵培养基中，发酵开始2-5h后，控制发酵培养基的葡萄糖含量为0.5-1.5%，在发酵过程的6-10h内流加培养基重量1-1.5%的(NH4)2SO4，10h后停止流加，发酵过程的前30h控制温度为33-35℃，30h后发酵罐内平均温度升高0.8-1.2℃，当发酵培养至OD值接近最高值时，调节pH值为5.6-6.0，降低溶氧至10-15%；
所述的发酵培养基中，按照质量百分数计含有葡萄糖3-7%、玉米浆1-3%、NH4Cl2-4%、KH...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳贵龙，孙朝阳，徐晓鹏，
申请(专利权)人：河南巨龙生物工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41