專利名稱：一種提高發(fā)酵生產(chǎn)l-蘇氨酸產(chǎn)率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸產(chǎn)率的方法。
背景技術(shù)：
在人體和動物所需的八種必需氨基酸中，蘇氨酸是僅次于蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸的第四種氨基酸，被廣泛應(yīng)用于食品業(yè)、飼養(yǎng)業(yè)、以及醫(yī)藥行業(yè)。蘇氨酸的生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法、蛋白質(zhì)水解法和微生物發(fā)酵法3種。隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)微生物生物學(xué)信息的增多、特別是工業(yè)生物載體系統(tǒng)的成構(gòu)建，從上世紀(jì)70年代末起前蘇聯(lián)研究者開始基因工程技術(shù)構(gòu)建蘇氨酸菌種，為優(yōu)良的L-蘇氨酸生產(chǎn)菌株的篩選和產(chǎn)酸水平的提高提供可靠的技術(shù)保障，使微生物直接發(fā)酵法生產(chǎn)L-蘇氨酸成為一種廉價的工業(yè)化生產(chǎn)方法。微生物發(fā)酵生產(chǎn)蘇氨酸屬于耗氧型發(fā)酵，發(fā)酵過程中用氧量需求較大。發(fā)酵過程中溶氧水平偏低菌體會代謝產(chǎn)生副產(chǎn)物乙酸，從而抑制積累終產(chǎn)物蘇氨酸。所以發(fā)酵過程中溶解氧控制的多少直接影響產(chǎn)酸水平和轉(zhuǎn)化率的高低。但氧在發(fā)酵液中溶解度很低，因此溶氧成為發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸的關(guān)鍵因素。部分生產(chǎn)企業(yè)單純通過提高培養(yǎng)過程通風(fēng)比，增加通氣量以求增加溶解氧，效果并不明顯?，F(xiàn)在新建的企業(yè)采用先進(jìn)的通風(fēng)攪拌裝置，改進(jìn)發(fā)酵罐的徑高比，增加通氣量、 增加攪拌功率等措施提高培養(yǎng)過程溶解氧水平，達(dá)到提高發(fā)酵生產(chǎn)蘇氨酸水平的目的。通過以上措施雖然能一定程度的提高溶氧水平，但是存在設(shè)備投資和生產(chǎn)運行成本高的缺
點ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在上述背景技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了自主研發(fā)，發(fā)明了一種提高發(fā)酵生產(chǎn) L-蘇氨酸產(chǎn)率的方法。本發(fā)明在不增加任何額外設(shè)備和人力投入的情況下，通過階段性添加純氧替代部分壓縮空氣，提高了發(fā)酵過程溶氧水平，大幅提高了 L-蘇氨酸的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率，整個工藝過程操作簡便，生產(chǎn)成本較低，十分適合于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供一種提高發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸產(chǎn)率的方法，其包括有如下步驟采用大腸桿菌基因工程菌經(jīng)搖瓶培養(yǎng)、種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)獲得L-蘇氨酸，在所述發(fā)酵罐培養(yǎng)步驟中，使用純氧代替部分壓縮空氣為發(fā)酵過程提供無菌空氣，通過調(diào)節(jié)純氧通入比例將相對溶氧水平控制在20% -40%，通過流加液氨控制pH為7. 0-7. 2，并通過流加為 600g/L-800g/L的葡萄糖液將殘?zhí)菨舛瓤刂圃谫|(zhì)量濃度0. -0. 5%。本發(fā)明原理是純氧代替部分壓縮空氣為蘇氨酸發(fā)酵提供無菌空氣，發(fā)酵過程中， 通過調(diào)節(jié)純氧通入比例將發(fā)酵過程溶氧控制在20% -40%，提高了發(fā)酵過程的溶氧水平， 促進(jìn)L-蘇氨酸菌體生長，提高了菌體酶活力，從而有效提高了 L-蘇氨酸產(chǎn)率。
3
本發(fā)明的優(yōu)點在于解決了現(xiàn)有發(fā)酵法生產(chǎn)蘇氨酸過程溶氧不足、產(chǎn)酸量較低、糖酸轉(zhuǎn)化率低、成本較高等問題，采用本方法不需額外增加通氣量和攪拌功率，普通的發(fā)酵罐就能保障良好的溶氧水平，大幅提高了 L-蘇氨酸的產(chǎn)率(110g/L以上)和轉(zhuǎn)化率(55%以上)，整個工藝過程操作簡便，生產(chǎn)成本較低，十分適合于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面通過實施實例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，所舉實施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍實施例1 一種提高發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸產(chǎn)率的方法，其包括有如下步驟采用的菌種為大腸桿菌基因工程菌，培養(yǎng)基為普遍采用的培養(yǎng)基。培養(yǎng)方法如下 將菌種接入種子培養(yǎng)基中，控制溫度37°C和溶氧20%的條件下在IOL種子罐培養(yǎng)IOh至對數(shù)生長期，按10 %的接種量接入100L發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵過程溫度控制37°C， 通過調(diào)節(jié)純氧通入比例控制過程相對溶氧水平在20% -30%，通過流加液氨控制發(fā)酵液 PH7. 0-7. 2，通過流加適量泡敵消泡，并通過流加質(zhì)量濃度為800g/L的液體葡萄糖溶氧控制殘?zhí)琴|(zhì)量濃度0.1^-0.3%,發(fā)酵培養(yǎng)至3 結(jié)束。放罐時L-蘇氨酸的產(chǎn)率為120g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率為58 %，分別比采用壓縮空氣控制溶氧時(L-蘇氨酸的產(chǎn)率為105g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率為50% )提高了 14. 3%和16.0%。實施例2 —種提高發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸產(chǎn)率的方法，其包括有如下步驟采用的菌種為大腸桿菌基因工程菌，培養(yǎng)基為普遍采用的培養(yǎng)基。培養(yǎng)方法如下 將菌種接入種子培養(yǎng)基中，控制溫度37°C和溶氧20%的條件下在15m3種子罐培養(yǎng)1 至對數(shù)生長期，按10%的接種量接入150m3發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵過程溫度控制37°C， 通過調(diào)節(jié)純氧通入比例控制過程相對溶氧水平在25% -35%，通過流加液氨控制發(fā)酵液 PH7. 0-7. 2，通過流加適量泡敵消泡，并通過流加質(zhì)量濃度為600g/L的液體葡萄糖溶氧控制殘?zhí)琴|(zhì)量濃度0.1^-0.5%,發(fā)酵培養(yǎng)至36h結(jié)束。放罐時L-蘇氨酸的產(chǎn)率為115g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率為55 %，分別比采用壓縮空氣控制溶氧時(L-蘇氨酸的產(chǎn)率為100g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率為45% )提高了 15.0%和22.2%。實施例3 —種提高發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸產(chǎn)率的方法，其包括有如下步驟采用的菌種為大腸桿菌基因工程菌，培養(yǎng)基為普遍采用的培養(yǎng)基。配方方法如下將菌種接入種子培養(yǎng)基中，控制溫度37°C和溶氧20%的條件下在15m3種子罐培養(yǎng)1 至對數(shù)生長期，按 10%的接種量接入150m3發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵過程溫度控制37°C，通過調(diào)節(jié)純氧通入比例控制過程相對溶氧水平在30% -40%，通過流加液氨控制發(fā)酵液pH7. 0-7. 2，通過流加適量泡敵消泡，并通過流加質(zhì)量濃度為700g/L的液體葡萄糖溶氧控制殘?zhí)琴|(zhì)量濃度 0. 1% -0.3%,發(fā)酵培養(yǎng)至38h結(jié)束。放罐時L-蘇氨酸的產(chǎn)率為118g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率為57 %，分別比采用壓縮空氣控制溶氧時(L-蘇氨酸的產(chǎn)率為100g/L，糖酸轉(zhuǎn)化率為45% )提高了 18.0%和沈.6%。
權(quán)利要求
1. 一種提高發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸產(chǎn)率的方法，其包括有如下步驟采用大腸桿菌基因工程菌經(jīng)搖瓶培養(yǎng)、種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)獲得L-蘇氨酸，其特征在于，在所述發(fā)酵培養(yǎng)步驟中，使用純氧代替部分壓縮空氣為發(fā)酵過程提供無菌空氣，通過調(diào)節(jié)純氧通入比例將相對溶氧水平控制在20% -40% ；通過流加液氨控制pH為7. 0-7. 2 ；通過流加為600g/ L-800g/L的葡萄糖液將殘?zhí)菨舛瓤刂圃谫|(zhì)量濃度0. -0. 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸產(chǎn)率的方法。其包括有如下步驟采用大腸桿菌基因工程菌經(jīng)搖瓶培養(yǎng)、種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng)獲得L-蘇氨酸。發(fā)酵培養(yǎng)過程中使用純氧代替部分壓縮空氣為蘇氨酸發(fā)酵提供無菌空氣，通過流加液氨控制pH為7.0-7.2，通過流加質(zhì)量濃度為600g/L-800g/L的葡萄糖液將殘?zhí)菨舛瓤刂圃?.1％-0.5％。本發(fā)明在不增加任何額外設(shè)備和人力投入的情況下，通過階段性添加純氧替代部分壓縮空氣，提高了發(fā)酵過程溶氧水平，大幅提高了L-蘇氨酸的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率，整個工藝過程操作簡便，生產(chǎn)成本較低，十分適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C12P13/08GK102181502SQ20111013693
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者任洪海, 劉樹海, 汲廣習(xí) 申請人:內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司