颗粒苏氨酸的发酵制备工艺制造技术

本发明专利技术属于氨基酸生产技术领域，颗粒苏氨酸的发酵制备工艺，其包括如下步骤：苏氨酸发酵液首先经过碟片离心机离心，收集上清液，然后经过陶瓷膜过滤，再将滤液浓缩，然后用硫酸调pH，加热至75℃，再经卧螺离心机分离，去除沉淀，收集上清液；然后经过超滤膜过滤，收集滤过液，将滤过液用间歇式单效浓缩结晶锅结晶，离心收集晶体，然后120℃干燥，压缩成片状，再投入造粒塔中，流化床干燥，再经破碎整粒，过筛收集目标粒径的颗粒剂，包装即得。本发明专利技术将苏氨酸制备成颗粒状，能够改善流动性、便于贮存和运输、控制溶解度，提高了苏氨酸的品质和附加值。

Fermentation process of granular threonine

The invention belongs to the technical field of amino acid production, and the fermentation process of granular threonine comprises the following steps: the threonine fermentation broth is centrifuged by a disk centrifuge, the supernatant is collected, filtered by a ceramic membrane, the filtrate is concentrated, the pH is adjusted by sulfuric acid, heated to 75 C, and then separated by a horizontal screw centrifuge. After removing the precipitation and collecting the supernatant, the filtrate is filtered by ultrafiltration membrane, then the filtrate is crystallized by intermittent single-effect concentrated crystallizing pot, centrifuged and collected crystals, then dried at 120 C, compressed into flakes, then put into the granulating tower, dried in fluidized bed, and then broken into whole grains, and sifted to collect the particles of the target size. Packaging is available. The method can improve the fluidity, facilitate storage and transportation, control the solubility, and improve the quality and added value of threonine.

【技术实现步骤摘要】
颗粒苏氨酸的发酵制备工艺
本专利技术属于氨基酸生产领域，具体涉及颗粒苏氨酸的发酵制备工艺。
技术介绍
苏氨酸（Threonine，简写为Thr），学名2-氨基-3-羟基丁酸，属于脂肪族氨基酸，微甜，因结构与苏糖相似而得名，是构成人和动植物蛋白质的一种必需氨基酸，主要用于医药、化学试剂、营养强化剂，可以强化乳制品，具有恢复人体疲劳，促进生长发育的效果。近年来，随着经济的发展，市场对苏氨酸需求持续稳定增长，是需求增长最快的氨基酸品种之一，特别是在化学及生化、食品添加剂、饲料添加剂等方面的用量增长迅速，大有取代色氨酸而成为除赖氨酸、蛋氨酸以外的发展最迅速的第三大氨基酸。在配合饲料中加入L-苏氨酸，具有如下的特点：①可以调整饲料的氨基酸平衡，促进禽畜生长；②可改善肉质；③可改善氨基酸消化率低的饲料的营养价值；④可降低饲料原料成本；因此在中国、欧盟国家和美洲国家，已广泛地应用于饲料行业。目前，苏氨酸的生产方法主要有发酵法蛋白质水解法和化学合成法3种，微生物发酵法生产苏氨酸，因其工艺简单，成本低廉等优点已成为目前主流方法。目前国内的苏氨酸生产厂家常用的是微生物发酵法，但是仍然存在发酵产率低下，而原料成本较高等缺点；苏氨酸的提取工艺是苏氨酸发酵液由陶瓷膜拦截过滤菌体蛋白，陶瓷膜滤液由蒸发器浓缩结晶工艺，即将苏氨酸发酵液用陶瓷膜过滤浓缩，浓缩到5-7倍时由于发酵液中菌体蛋白浓度上升，陶瓷膜的通量开始下降，为进一步回收苏氨酸，在此时开始加水，加水量是发酵液体积的20%，发酵液最终浓缩到9-10倍，陶瓷膜的滤液用四效蒸发器进行浓缩结晶，最后烘干包装。但该工艺中陶瓷膜浓缩9-10倍料液中还含有一定量苏氨酸，这部分苏氨酸无法进行回收，造成苏氨酸收率降低的弊端，而且料液中还含有一定的菌体蛋白，造成纯度降低。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供颗粒苏氨酸的发酵制备工艺，提高苏氨酸的产率和提取收率；通过本专利技术工艺制备成颗粒状苏氨酸，能够改善流动性、便于贮存和运输、控制溶解度，提高了苏氨酸的品质和附加值。本法专利技术是通过如下技术方案来实现的：颗粒苏氨酸的发酵制备工艺，其包括如下步骤：苏氨酸发酵液首先经过碟片离心机离心，收集上清液，然后经过陶瓷膜过滤，再将滤液浓缩为原体积的三分之一，然后用硫酸调pH4.2，加热至75℃，再经卧螺离心机分离，去除沉淀，收集上清液；然后经过超滤膜过滤，收集滤过液，将滤过液用间歇式单效浓缩结晶锅结晶，离心收集晶体，然后120℃干燥至水分含量为0.8wt％，压缩成片状，再投入造粒塔中，在热气流的作用下呈沸腾状态；65℃流化床干燥，再经破碎整粒，依次通过20目和50目筛，筛去过粗、过细的颗粒，收集目标粒径的颗粒剂，包装即得。优选地，所述陶瓷膜的截留分子量为1万Da。优选地，所述超滤膜截留分子量为300Da。优选地，所述碟片离心机的离心速度为4000rpm，离心时间为5min。优选地，所述卧螺离心机的离心速度为5000rpm，离心时间为3min。优选地，所述苏氨酸发酵液的制备方法包括如下步骤：将产苏氨酸的大肠杆菌按照10%的接种量接入到含有发酵培养基的发酵罐中进行发酵得到苏氨酸发酵液，发酵温度32℃，罐压为0.05MPa，风量为600L/h，转速为100rpm，发酵时间为96h。优选地，所述发酵培养基的制备方法包括如下步骤：将玉米秸秆破碎，然后与玉米皮按照2：1的质量比混合，再粉碎至粒径为50目，然后添加到5倍重量的水中，边搅拌边升温至80℃，保温30min，然后添加磷酸二氢钾1g/L、磷酸氢二钾1g/L、七水硫酸镁0.2g/L、七水硫酸亚铁0.01g/L、一水硫酸锰0.01g/L，搅拌均匀，冷却至32℃，得到木霉培养液；将里氏木霉按照10%的接种量接入到木霉培养液，培养80h，培养时控制搅拌速度为100rpm，培养温度为32℃；培养完成后，超声处理，再调整温度为55℃，加硫酸调整pH为6，分别加入溶菌酶和酸性蛋白酶，保温条件下，酶解12小时；然后100℃灭酶5min，最后自然冷却至室温，即得。优选地，所述超声处理时间为5min，超声功率为500W。优选地，所述溶菌酶的添加量为2万U：1L溶液，酸性蛋白酶的添加量为1万U：1L溶与现有技术相比，本专利技术技术采用上述工艺，其优点主要包括以下几个方面：采用里氏木霉处理玉米秸秆，然后酶解里氏木霉菌，得到含有还原糖和菌体蛋白的培养基，供大肠杆菌使用，提高了发酵效率，并且利用了农业废弃物，降低了成本。本专利技术利用的超声波的空化作用，产生局部高压高温，对菌体细胞进行冲击，导致细胞变形和破裂，辅助溶菌酶进行破壁溶解，并且采用酸性蛋白酶进行辅助，提高了菌体破壁率达到95%以上；制备的菌体蛋白液可以作为氮源，降低了成本；本专利技术制备的发酵液首先经离心机离心去除大部分菌体，然后陶瓷膜过滤后浓缩，再由卧螺离心机离心，分离后绝大部分是含有微量菌体蛋白的清液，避免了菌体蛋白对陶瓷膜进行堵塞，清液中仅产生少量泥状菌体蛋白，将清液再由超滤膜进行过滤，提高了苏氨酸的收率和纯度；本专利技术将粉末状苏氨酸制备成颗粒状苏氨酸，能够改善流动性、便于贮存和运输、控制溶解度，提高了苏氨酸的品质和附加值。具体实施方式本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的产品及方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的产品及方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1颗粒苏氨酸的发酵制备工艺，其包括如下步骤：将玉米秸秆破碎，然后与玉米皮按照2：1的质量比混合，再粉碎至粒径为50目，然后添加到5倍重量的水中，边搅拌边升温至80℃，保温30min，然后添加磷酸二氢钾1g/L、磷酸氢二钾1g/L、七水硫酸镁0.2g/L、七水硫酸亚铁0.01g/L、一水硫酸锰0.01g/L，搅拌均匀，冷却至32℃，得到木霉培养液；将里氏木霉ATCC13631按照10%的接种量（接种密度为4×106cfu/mL）接入到木霉培养液，培养80h，培养时控制搅拌速度为100rpm，培养温度为32℃；培养完成后，超声处理5min，超声功率为500W，再调整温度为55℃，加硫酸调整pH为6，分别加入溶菌酶和酸性蛋白酶，溶菌酶的添加量为2万U：1L溶液，酸性蛋白酶的添加量为1万U：1L溶液，保温条件下，酶解12小时；然后100℃灭酶5min，最后自然冷却至室温，即得发酵培养基（还原糖含量为85.9g/L，蛋白和多肽总含量为34.7g/L）；将大肠杆菌工程菌K12△dapA种子液（1×108cfu/mL）按照10%的接种量接入到含有发酵培养基的发酵罐中进行发酵，温度32℃，罐压为0.05MPa，风量为600L/h，转速为100rpm，发酵时间培养为96h；苏氨酸含量：12.9g/100ml，残糖量0.44%。苏氨酸发酵液首先经过碟片离心机以4000rpm离心5min，收集上清液，然后经过陶瓷膜（1万Da截留分子量）过滤，再将滤液浓缩为原体积的三分之一，然后用硫酸调pH4.2，加热至75℃，再经卧螺离心机分离，离心速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.颗粒苏氨酸的发酵制备工艺，其包括如下步骤：苏氨酸发酵液首先经过碟片离心机离心，收集上清液，然后经过陶瓷膜过滤，再将滤液浓缩为原体积的三分之一，然后用硫酸调pH4.2，加热至75℃，再经卧螺离心机分离，去除沉淀，收集上清液；然后经过超滤膜过滤，收集滤过液，将滤过液用间歇式单效浓缩结晶锅结晶，离心收集晶体，然后120℃干燥至水分含量为0.8wt％，压缩成片状，再投入造粒塔中，在热气流的作用下呈沸腾状态；65℃流化床干燥，再经破碎整粒，依次通过20目和50目筛，筛去过粗、过细的颗粒，收集目标粒径的颗粒剂，包装即得。

【技术特征摘要】
1.颗粒苏氨酸的发酵制备工艺，其包括如下步骤：苏氨酸发酵液首先经过碟片离心机离心，收集上清液，然后经过陶瓷膜过滤，再将滤液浓缩为原体积的三分之一，然后用硫酸调pH4.2，加热至75℃，再经卧螺离心机分离，去除沉淀，收集上清液；然后经过超滤膜过滤，收集滤过液，将滤过液用间歇式单效浓缩结晶锅结晶，离心收集晶体，然后120℃干燥至水分含量为0.8wt％，压缩成片状，再投入造粒塔中，在热气流的作用下呈沸腾状态；65℃流化床干燥，再经破碎整粒，依次通过20目和50目筛，筛去过粗、过细的颗粒，收集目标粒径的颗粒剂，包装即得。2.根据权利要求1所述的发酵制备工艺，其特征在于，所述陶瓷膜的截留分子量为1万Da。3.根据权利要求1所述的发酵制备工艺，其特征在于，所述超滤膜截留分子量为300Da。4.根据权利要求1所述的发酵制备工艺，其特征在于，所述碟片离心机的离心速度为4000rpm，离心时间为5min。5.根据权利要求1所述的发酵制备工艺，其特征在于，所述卧螺离心机的离心速度为5000rpm，离心时间为3min。6.根据权利要求1所述的发酵制备工艺，其特征在于，所述苏氨酸发酵液的制备方法包括如下步骤：将产苏氨酸的大肠杆菌按照10%的接种量接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航，董力青，王峰，唐永强，汲广习，关健，王铮，
申请(专利权)人：齐齐哈尔龙江阜丰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23