一种L-丙氨酸的发酵生产方法技术

本发明专利技术属于L‑丙氨酸生产技术领域，具体公开了一种L‑丙氨酸的发酵生产方法。本发明专利技术提供的L‑丙氨酸的发酵生产方法，采用一次性投料发酵工艺，将发酵所需的糖源、氮源、无机盐等一次性投入发酵罐，灭菌降温后，再移入种子，发酵培养生产L‑丙氨酸。通过对发酵条件的优化，例如提高投糖量、控制培养风量，在保证培养所需的氧气量同时，控制发酵过程中培养温度、pH值等，突破性的提高了L‑丙氨酸发酵产酸率，缩短了发酵周期。

A fermentation method of L-alanine

【技术实现步骤摘要】
一种L-丙氨酸的发酵生产方法
本专利技术涉及L-丙氨酸生产
，特别是涉及一种L-丙氨酸的发酵生产方法。
技术介绍
L-丙氨酸，外观呈白色结晶性粉末，无臭，有甜味。它是制造维生素B6、合成泛酸钙和其它有机化合物的原料。添加于食品中具有增加调味效果、改善甜味剂的味感和有机酸的酸味、提高含酸饮料的质量、防止油类氧化等效果。它还可用作生化试剂，用于生物化学和微生物研究方面。L-丙氨酸在医药上用途很广，是营养剂“补精氨基酸营养输液”的组成成份之一，由该产品所组成的复合氨基酸注射液是治疗肝病的新药，可治疗肝功能不全引起的氨基酸代谢紊乱，促使肝昏迷病人苏醒，并且具有良好的利尿作用。L-丙氨酸具有甜味，其甜味为蔗糖的1.2倍，可用于清凉饮料、合成酒和其它食品的调味品，对改良风味有一定的效果，它还可做为化妆品的添加剂。L-丙氨酸是一种非必需氨基酸，但却是人体血液中含量最高的氨基酸。它可为转氨酶提供氨基供体，在临床上常添加到输液中；在食品工业中，L-丙氨酸可作为甜味剂和鲜味剂，正越来越受到人们的欢迎和重视；在医药行业，L-丙氨酸是生产维生素B6及L-氨基丙醇的主要原料；另外在高分子材料领域，近年来发现聚乳酸中添加L-丙氨酸可有效提高聚乳酸的性能。目前，L-丙氨酸的工业化生产方法就是酶法转化，即通过富有L-天冬氨酸-β-脱羧酶活力的微生物(如pseudamonasdacunhae等)细胞催化L-天冬氨酸而得到，其中日本多采用固定化细胞法，而我国均采用游离完整细胞法。酶法转化工艺的特点是酶活力高，设备投资小，提取工艺简单；但其主要原材料L-天冬氨酸价格较贵，造成其生产成本较高，成本一般为2万元/t左右。近年来有文献报道，利用基因工程手段构建的大肠杆菌(Escherichiacoli)以葡萄糖为原料厌氧发酵法生产L-丙氨酸，120g/L的葡萄糖发酵液最终生成1279mmol/L的L-丙氨酸，相对于葡萄糖的质量收率为95％，光学纯度大于99.5％。发酵法主要原料葡萄糖廉价易得，培养基成分简单，厌氧发酵动力消耗低，成本低，发酵法L-丙氨酸的生产成本约为1.2万元/t。现有发酵法采用连续流加发酵生产的方式，整个发酵周期较长，产酸较低，转化率也较低。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种L-丙氨酸的发酵生产方法，具有发酵周期短，L-丙氨酸产率高的优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种L-丙氨酸的发酵生产方法，采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温至32～37℃后向发酵罐内再移入OD值为0.5～0.7的种子，发酵培养生产L-丙氨酸；所述发酵培养基的配方为：葡萄糖浓度10～15％，磷酸氢二铵浓度0.0015～0.0025％，磷酸二氢铵浓度0.0005～0.0015％，甜菜碱浓度0.0001～0.0003％，七水硫酸镁浓度0.0003～0.0005％；pH值为6.7～7.0；以上浓度均为质量百分比浓度；发酵培养的条件为：培养温度36～38℃，压力0.02～0.04Mpa，pH值6.7～7.0，通风量2600～2900m3/h；其中，种子的接入量为发酵培养基重量的8～12％。优选地，所述种子的培养方法为：将种子培养基泵入空消的种子罐，空消温度123-125℃，经高温灭菌，之后降温至34～36℃，然后按8～12％的重量比例接入菌种，培养至OD值为0.5～0.7，结束培养，得到培养好的种子。优选地，所述种子培养基配方组成为：酵母膏1～3重量份，蛋白胨3～5重量份，氯化钠3～5重量份，自来水900～1100重量份；pH值6.0～7.0。优选地，种子的培养条件为：培养温度36.5～37.5℃，pH值6.5～7.5，压力0.4～0.6MPa，通风量7.0～11.0m3/h。优选地，所述发酵培养基中葡萄糖浓度为14～15％；发酵培养时，通风量为2700～2900m3/h。优选地，所述发酵罐内发酵液中L-丙氨酸浓度大于10g/dl，残还原糖质量百分比含量小于0.2％，发酵培养结束。本专利技术提供的L-丙氨酸的发酵生产方法，采用一次性投料发酵工艺，将发酵所需的糖源、氮源、无机盐等一次性投入发酵罐，灭菌降温后，再移入培养好的种子，发酵培养生产L-丙氨酸。通过对发酵条件的优化，例如提高投糖量(即提高发酵培养基配方中葡萄糖的浓度)、控制培养风量，在保证培养所需的氧气量同时，通过控制发酵过程中培养温度、pH值等，突破性的提高了L-丙氨酸发酵产酸率，缩短了发酵周期。此外，采用本专利技术发酵方法，还可以降低发酵罐的染菌风险。当发酵罐内发酵液产酸浓度大于10g/dl，且残还原糖小于0.2％(W/W)，产酸浓度趋于稳定后，即停止培养，将发酵液进一步提取可得到L-丙氨酸产品。采用本专利技术发酵方法发酵生产L-丙氨酸，周期小于60小时，发酵转化率大于84％，产酸大于10％，效果显著，是一种周期短、产率高的L-丙氨酸发酵方法。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提供的L-丙氨酸的发酵生产方法，采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温至32～37℃后向发酵罐内再移入培养好的种子，发酵培养生产L-丙氨酸；其中，发酵培养基的配方为：葡萄糖浓度10～15％，磷酸氢二铵浓度0.0015～0.0025％，磷酸二氢铵浓度0.0005～0.0015％，甜菜碱浓度0.0001～0.0003％，七水硫酸镁浓度0.0003～0.0005％；pH值为6.7～7.0；以上浓度均为质量百分比浓度；发酵培养的条件为：培养温度36～38℃，压力0.02～0.04Mpa，pH值6.7～7.0，通风量2600～2900m3/h；种子的接入量为发酵培养基重量的8～12％。其中，种子的培养方法为：将种子培养基泵入空消的种子罐，经高温灭菌，之后降温至34～36℃，然后按8～12％的重量比例接入菌种，培养至OD值为0.5～0.7，优选为培养至OD值为0.5～0.6，结束培养，得到培养好的种子。种子培养基配方为：酵母膏1～3重量份，蛋白胨3～5重量份，氯化钠3～5重量份，自来水900～1100重量份；pH值6.0～7.0。种子的培养条件为：培养温度36.5～37.5℃，pH值6.5～7.5，压力0.4～0.6MPa，通风量7.0～11.0m3/h。下面通过具体实施例说明。实施例1本实施例提供的L-丙氨酸发酵生产方法，采用的发酵培养基的配方为：葡萄糖浓度14％，磷酸氢二铵浓度0.002％，磷酸二氢铵浓度0.001％，甜菜碱浓度0.0002％，七水硫酸镁浓度0.0004％；pH值为6.9；以上浓度均为质量百分比浓度。采用一次性投料方式将发酵培养基投入空消的发酵罐内，发酵罐容积240m3，发酵液体积180m3，空消温度123-125℃，之后发酵罐内物料于121℃下灭菌30min，然后降温至35℃，之后向发酵罐内再移入培养好的种子，然后在下述发酵培养条件下培养发酵：培养温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L-丙氨酸的发酵生产方法，其特征在于，采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温后向发酵罐内再移入OD值为0.5～0.7的种子，发酵培养生产L-丙氨酸；/n所述发酵培养基的配方为：葡萄糖浓度10～15％，磷酸氢二铵浓度0.0015～0.0025％，磷酸二氢铵浓度0.0005～0.0015％，甜菜碱浓度0.0001～0.0003％，七水硫酸镁浓度0.0003～0.0005％；pH值为6.7～7.0；/n发酵培养的条件为：培养温度36～38℃，压力0.02～0.04Mpa，pH值6.7～7.0，通风量2600～2900m

【技术特征摘要】
1.一种L-丙氨酸的发酵生产方法，其特征在于，采用一次性投料方式将发酵培养基投入发酵罐内，之后高温灭菌，降温后向发酵罐内再移入OD值为0.5～0.7的种子，发酵培养生产L-丙氨酸；
所述发酵培养基的配方为：葡萄糖浓度10～15％，磷酸氢二铵浓度0.0015～0.0025％，磷酸二氢铵浓度0.0005～0.0015％，甜菜碱浓度0.0001～0.0003％，七水硫酸镁浓度0.0003～0.0005％；pH值为6.7～7.0；
发酵培养的条件为：培养温度36～38℃，压力0.02～0.04Mpa，pH值6.7～7.0，通风量2600～2900m3/h；
其中，种子的接入量为发酵培养基重量的8～12％。


2.根据权利要求1所述的L-丙氨酸的发酵生产方法，其特征在于，所述种子的培养方法为：将种子培养基泵入空消的种子罐，经高温灭菌，之后降温，然后按8～12％的重量比例接入菌种，培养至OD...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亨利，王瑞昌，张培红，卢佩龙，付松，崔怀成，
申请(专利权)人：安徽丰原生物化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34