[发明专利]一种补料发酵生产L-丙氨酸的方法

说明书

本发明涉及一种补料发酵生产L‑丙氨酸的方法，其为在利用葡萄糖浓度为95‑105g/L的葡萄糖培养基对德氏乳杆菌突变菌株Lds.0108进行培养的过程中，当发酵液中残糖含量低于45g/L时，向发酵液中一次性补加浓度为50‑75％的葡萄糖溶液，至发酵液中添加的葡萄糖的总浓度为125～170g/L，继续培养至发酵结束。本发明所述的方法，通过在基础发酵培养基基础上补加葡萄糖溶液来提高L‑丙氨酸产量，简单易行，效果显著，发酵罐中L‑丙氨酸浓度由原来的80‑100g/L，提高到110‑120g/L，发酵转化率达到90％以上。

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，具体涉及一种补料发酵生产L-丙氨酸的方法。

背景技术

L-丙氨酸为无色至白色结晶性粉末，溶于水、乙醇，不溶于乙醚和丙酮。L-丙氨酸是一种医药中间体，是生产维生素B6及L-氨基丙醇的主要原料。在食品领域，L-丙氨酸具有独特的改善风味作用，可以明显提高食品和饮料中蛋白质的利用率，改善有机酸的酸味。

目前，工业上主要采用L-天冬氨酸-β-脱羧酶转化L-天冬氨酸生产L-丙氨酸，生产设备投入少，反应简单，但主要原料L-天冬氨酸价格波动太大，难以保证常年稳定生产。另外，近期有公司采用厌氧直接发酵转化葡萄糖生产L-丙酸。厌氧发酵法主要以葡萄糖为主要原料，价格低廉，但转化生成L-丙氨酸浓度低，转化率低，导致发酵法L-丙氨酸生产成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种补料发酵生产L-丙氨酸的方法，其为，在利用葡萄糖初始浓度为95-105g/L的葡萄糖培养基对德氏乳杆菌突变菌株Lds.0108进行培养的过程中，当发酵液中残糖含量低于45g/L时，向发酵液中一次性补加浓度为50-75％的葡萄糖溶液，至发酵液中添加的葡萄糖的总浓度为125～170g/L，继续培养至发酵结束。

本发明所述的方法，一方面，不在最初配制培养基时添加所有的葡萄糖，不会因一次性添加高浓度的葡萄糖产生高渗透压而对菌体造成伤害。另一方面，在培养的过程中添加葡萄糖，可进一步增加L-丙氨酸的产量。德氏乳杆菌突变菌株Lds.0108在发酵的过程中，会产生代谢产物L-丙氨酸，它会给菌体造成一定的渗透压，继续补加葡萄糖也会增大菌体的渗透压，控制在培养基中的葡萄糖浓度小于45g/L时向培养基中添加浓度为50～75％的葡萄粮溶液，由于补加的葡萄溶液中的水的稀释作用，培养液中的L-丙氨酸和葡萄糖产生的渗透压不会给菌体生长带来不良的影响。而且，上述浓度的葡萄糖在培养的过程中不会因浓度过大而产生色素类物质，不会影响有效物质的提取，不会对微生物的生长产生影响。

优选的，当发酵液中残糖含量为30-41g/L时，向发酵液中补加葡萄糖溶液。当残糖浓度过高时，补加高浓度葡糖糖后糖浓度太高，形成高渗透压，对菌体伤害大；残糖过低，菌体衰老，酶系统活力小，影响补加葡萄糖后整体转化速度。

作为一种优选的补加方案，当发酵液中残糖含量低于33～35g/L时，向发酵液中一次性补加浓度为68～72％的葡萄糖溶液，至发酵液中添加的葡萄糖的总浓度为160～168g/L，继续培养至发酵结束。

优选的，每升所述葡萄糖培养基中，包括：葡萄糖95-105g，Na₂HPO₄·12H₂O 20g，KH₂PO₄ 2.0g，NaCl 0.5g，MgSO₄·7H₂O 0.2g，微量无机盐溶液10mL/L，余量为纯化水；