專利名稱：一種l-色氨酸分批補料發酵工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種L-色氨酸分批補料發酵工藝。
背景技術：
L-色氨酸是人體和動物生命活動中八種必需的氨基酸之一，對人和動物的生長發育、新陳代謝起著重要的作用，被稱為第二必需氨基酸，廣泛應用于醫藥、食品和飼料等方面。在生物體內，L-色氨酸是合成5-羥基色胺、吲哚乙酸、煙酸、色素、生物堿和輔酶等激素和生理活性物質的前體物質。而這些激素和生理活性物質參與生物體特定生命活動，例如，吲哚乙酸是一種植物生長激素，5-羥基色胺是脊椎動物的一種神經遞質，它在神經系統中的含量與神經的興奮和抑制狀態有密切關系，同時它也是一種血管收縮素。在醫學上，色 氨酸廣泛用于氨基酸大輸液和復合氨基酸制劑，用來消除精神緊張、改善睡眠效果、預防和治療糙皮病等。此外，由于色氨酸是一些植物蛋白中較為缺乏的氨基酸，可用來強化食品和作為飼料添加劑，對提高植物蛋白質的利用率具有重要的作用，是繼蛋氨酸和賴氨酸之后的第三大飼用氨基酸。而且,L-色氨酸還有防霉、消毒以及阻止氧化的作用，可以作為魚類保鮮劑。目前，微生物法生產L-色氨酸占主導地位，有直接發酵法、微生物轉化法和酶法。近年來，還出現了將直接發酵法與化學合成法相結合、直接發酵法與轉化法相結合生產L-色氨酸的方法。其中酶促轉化法具有終產物積累量高、反應周期短、分離提純容易等優點。但是，酶促反應法也存在著底物價格高，產酸轉化率低等問題。因此，微生物發酵法是目前工業化生產L-色氨酸的主要方法。發酵法生產色氨酸的方法研究的比較早，該法是以葡萄糖、甘蔗糖蜜等廉價原料為碳源，利用優良的色氨酸生產菌種，在合適的發酵條件下，直接發酵生產色氨酸。但是，公知的發酵法工藝落后，發酵周期長，原料利用率低。

發明內容
本發明的目的是要提供一種L-色氨酸分批補料發酵工藝。為了達到上述目的，本發明的技術方案是一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，依次包括以下步驟
1)制備斜面菌種，將菌種接入斜面培養基，在30°C下培養72h，制得斜面菌種；
2)制備搖瓶種子，將斜面菌種接入藥瓶活化培養基中進行斜面活化，于30°C培養24h，制備成搖瓶種子；
3)將搖瓶種子接入裝有種子培養基的一級種子罐中，在26°C下培養24h，制備成一級種子；
4)發酵，將一級種子按體積比1%的接種量接種于裝有發酵培養基的發酵罐中發酵，其培養基葡萄糖的濃度為90g/L，發酵24h之后，向發酵培養基中流加160g/L的葡萄糖，同時向發酵培養基中流加一定的氮源，維持碳氮平衡，發酵期間使用無菌空氣保持發酵罐通風，自發酵開始60小時后培養成熟。進一步，所述步驟I)的斜面培養基組成為蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、NaCl 2. 5g、瓊脂條20g,該培養基的pH為7. 2。進一步，所述步驟2)的種子培養基組成為葡萄糖lg、蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、NaCl 2. 5g、瓊脂條20g，該培養基的pH為7. 2。進一步，所述步驟3)的種子培養基組成為葡萄糖5g，蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，NaCl 2. 5g，該培養基的pH為7. 2。進一步，所述步驟5)發酵的第12h和24h各補加一次的L-苯丙氨酸、L-酪氨酸使得發酵液中兩者濃度為50mg/L。 進一步，所述步驟5)發酵過程中用氫氧化鈉或氨水控制pH為7. 2。本發明提供的方法發酵產酸由分批發酵的33. 5g/L提高到50. lg/L，提高了49. 5%，并且縮短了發酵周期，提高了原料利用率。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進行進一步說明。
實施例一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，依次包括以下步驟
1)制備斜面菌種，將菌種接入斜面培養基，在30°C下培養72h，制得斜面菌種；
2)制備搖瓶種子，將斜面菌種接入藥瓶活化培養基中進行斜面活化，于30°C培養24h，制備成搖瓶種子；
3)將搖瓶種子接入裝有種子培養基的一級種子罐中，在26°C下培養24h，制備成一級種子；
4)發酵，將一級種子按體積比1%的接種量接種于裝有發酵培養基的發酵罐中發酵，其培養基葡萄糖的濃度為90g/L，發酵24h之后，向發酵培養基中流加160g/L的葡萄糖，同時向發酵培養基中流加一定的氮源，維持碳氮平衡，發酵期間使用無菌空氣保持發酵罐通風，自發酵開始60小時后培養成熟。所述步驟I)的斜面培養基組成為蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、NaCl 2. 5g、瓊脂條20g，該培養基的pH為7.2 ;所述步驟2)的種子培養基組成為葡萄糖lg、蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、NaCl 2. 5g、瓊脂條20g，該培養基的pH為7. 2 ;所述步驟3)的種子培養基組成為葡萄糖5g，蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，NaCl 2. 5g，該培養基的PH為7. 2 ;所述步驟5)發酵的第12h和24h各補加一次的L-苯丙氨酸、L-酪氨酸使得發酵液中兩者濃度為50mg/L ;所述步驟5)發酵過程中用氫氧化鈉或氨水控制pH為7. 2。本發明對L-色氨酸補料分批發酵工藝中不同初糖濃度、不同補料方式、碳氮源比例、不同pH值調節方式、添加L-苯丙氨酸、L-酪氨酸對發酵的影響進行了系統研究，優化了工藝。發酵產酸由分批發酵的33. 5g/L提高到50. lg/L，提高了 49. 5%，縮短了發酵周期，提高了原料利用率。凡在不脫離本發明核心的情況下做出的簡單的變形或修改均落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，其特征在于，該方法依次包括以下步驟 1)制備斜面菌種，將L-色氨酸菌種接入斜面培養基，在30°C下培養72h，制得斜面菌 種； 2)制備搖瓶種子，將斜面菌種接入藥瓶活化培養基中進行斜面活化，于30°C培養24h，制備成搖瓶種子； 3)將搖瓶種子接入裝有種子培養基的一級種子罐中，在26°C下培養24h，制備成一級種子； 4)發酵，將一級種子按體積比1%的接種量接種于裝有發酵培養基的發酵罐中發酵，其培養基葡萄糖的濃度為90g/L，發酵24h之后，向發酵培養基中流加160g/L的葡萄糖，同時向發酵培養基中流加一定的氮源，維持碳氮平衡，發酵期間使用無菌空氣保持發酵罐通風，自發酵開始60小時后培養成熟。
2.根據權利要求I所述的一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，其特征在于，所述步驟I)的斜面培養基組成為蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、NaCl 2. 5g、瓊脂條20g，該培養基的pH為7. 2。
3.根據權利要求I所述的一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，其特征在于，所述步驟2)的種子培養基組成為葡萄糖lg、蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、NaCl 2. 5g、瓊脂條20g，該培養基的pH為7. 2。
4.根據權利要求I所述的一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，其特征在于，所述步驟3)的種子培養基組成為葡萄糖5g，蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，NaCl 2. 5g，該培養基的pH為7. 2。
5.根據權利要求I所述的一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，其特征在于，所述步驟5)發酵的第12h和24h各補加一次的L-苯丙氨酸、L-酪氨酸使得發酵液中兩者濃度為50mg/L0
6.根據權利要求I所述的一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，其特征在于，所述步驟5)發酵過程中用氫氧化鈉或氨水控制pH為7. 2。
全文摘要
本發明公開了一種L-色氨酸分批補料發酵工藝，依次包括以下步驟1)制備斜面菌種；2)制備搖瓶種子；3)將搖瓶種子接入裝有種子培養基的一級種子罐中，在26℃下培養24h，制備成一級種子；4)發酵，將一級種子按體積比1%的接種量接種于裝有發酵培養基的發酵罐中發酵，其培養基葡萄糖的濃度為90g/L，發酵24h之后，向發酵培養基中流加160g/L的葡萄糖，同時向發酵培養基中流加一定的氮源，維持碳氮平衡，發酵期間使用無菌空氣保持發酵罐通風，自發酵開始60小時后培養成熟。本發明的發酵產酸由分批發酵的33.5g/L提高到50.1g/L，提高了49.5%，縮短了發酵周期，提高了原料利用率。
文檔編號C12P13/22GK102978252SQ20111025804
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者楊曉明, 馬秋紅, 趙俊 申請人:孟州市華興生物化工有限責任公司