[发明专利]一种利用流加培养液发酵生产色氨酸的方法

说明书

本发明属于微生物发酵技术领域，公开了一种利用流加培养液发酵生产色氨酸的方法，在发酵罐培养过程中，通过流加磷酸氢二钾溶液或硫酸铵溶液或精氨酸水溶液补料生产色氨酸，培养至40h结束。本发明在不增加任何额外设备和人力投入的情况下，延长了发酵周期，降低了劳动强度,使色氨酸的产量得到显著提高。

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种利用流加培养液发酵生产色氨酸的方法。

背景技术

色氨酸的分子式为C₁₁H₁₂O₂N₂，分子量为204.21，含氮13.72％。色氨酸是含有吲哚基的中性芳香族氨基酸，呈绢丝光泽、六角片状白色晶体，无臭，有甜味。在水中溶解度1.14g/L(25℃)，溶于稀酸或稀碱，在碱液中较稳定，强酸中分解，微溶于乙醇，不溶于氯仿、乙醚。

色氨酸是人体和动物生命活动中八种必需的氨基酸之一，对人和动物的生长发育、新陈代谢起着重要的作用，被称为第二必需氨基酸，它是继蛋氨酸和赖氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸，广泛应用于饲料行业中。

色氨酸的生产方法先后经历了蛋白质水解法、化学合成法和微生物法三种方法，其中微生物法又包括直接发酵法、微生物转化法和酶法。目前，色氨酸发酵企业大多采用分批补料发酵方式。这种方式对发酵液中残留葡萄糖浓度控制和补入糖(包括葡萄糖和液糖)的分散程度要求较高。残留葡萄糖浓度若要控制的不当，就会影响到菌体的正常代谢，使菌体的代谢途径发生变化，严重影响色氨酸的发酵水平和产量，甚至会导致无色氨酸产生。所以，培养基中营养物质对菌体的生长和代谢产物的产生起着决定作用。

申请人之前的专利技术“一种L-色氨酸的发酵工艺” 针对发酵工序的进行改进，避免L-色氨酸浓度积累到引起反馈抑制，针对发酵后的废弃菌体进行二次产酸处理，增加了细胞膜的通透性，提高了菌株的产酸能力，发酵周期大大延长。专利技术“一种利用菌体蛋白酶解液代替酵母粉的L-色氨酸绿色生产方法” 以L-色氨酸发酵菌体蛋白为原料，经胰蛋白酶水解后代替酵母粉作为L-色氨酸作为有机氮源制成发酵培养基，原料来自发酵后遗留菌体，成本低廉，与用做饲料相比，蛋白效价更高，效益更好，可以直接降低工业成本，提高产品效益。文献“L-色氨酸清液发酵工艺研究，食品与发酵科技2017年第2期” 以发酵中后期发酵液代谢流分布作为监测点，研究了清液发酵培养基对大肠杆菌 TRTH 发酵生产L-色氨酸的影响，较传统普通发酵培养基相比，在发酵中后期清液发酵培养基中，L-色氨酸合成的代谢流增加，主要副产物乙酸代谢流明显减少；但是该清洁发酵培养基使用了大量不同种类的氨基酸，成本较高，不宜大规模推广使用。

发明内容

在现有技术的基础上，本发明对发酵工艺进行了进一步改进，提供了一种流加培养基发酵生产色氨酸的方法，在提高色氨酸产量的同时，保证了流加效果。

本发明采用如下技术方案:

一种流加培养液发酵生产色氨酸的方法，其包括如下的步骤：

1）在发酵培养30h左右，于每升发酵液中以1.0- 3.0ml/h的流速往发酵罐中补料流加磷酸氢二钾溶液，直至发酵结束；

2）在发酵培养30h左右，于每升发酵液中以0.5-1.5ml/h的流速往发酵罐中补料流加硫酸铵溶液，直至发酵结束；

3）在发酵培养30h左右，于每升发酵液中以1.0-2.0ml/h的流速往发酵罐中补料流加精氨酸水溶液，直至发酵结束；

4）在发酵培养30h左右，于每升发酵液中以2.0- 4.0ml/h的流速往发酵罐中补料流加丙二酸和三氟乙酸的混合水溶液，直至发酵结束。

优选地，所述磷酸氢二钾溶液的浓度为5.0%（w/v）。

优选地，所述硫酸铵溶液的浓度为10.0%（w/v）。