[发明专利]一种提高谷氨酸产量的发酵培养基和发酵方法

说明书

本发明公开了一种提高谷氨酸产量的发酵培养基和发酵方法，所述发酵培养基中的溶质及其浓度为：赤霉素300‑400mg/L、葡萄糖10‑20g/L、玉米浆50‑60g/L、豆粕水解液20‑30g/L、甜菜碱0.1‑0.5g/L、磷酸二氢钾1‑2g/L、硫酸镁0.5‑1g/L、消泡剂0.3‑0.5mL/L、生物素0.1‑0.2mg/L、硫酸亚铁0.1‑0.3mg/L、硫酸锰0.1‑0.3mg/L，溶剂为水；发酵方法包括：(1)配置发酵培养基；(2)灭菌；(3)接种温敏型谷氨酸棒杆菌种子液；(4)发酵培养。有益效果：本发明的发酵培养基和种子培养基能够提高糖酵解速率，缩短了温敏型谷氨酸棒杆菌种子的生长周期，提高了产酸水平；本发明的发酵方法提升菌体的活力和产酸水平，同时缩短了温敏型谷氨酸棒杆菌种子的发酵周期，提高了谷氨酸产量，降低了生产成本。

技术领域：

本发明专利属于生物发酵工程技术领域，具体涉及一种提高谷氨酸产量的发酵培养基和发酵方法。

背景技术：

谷氨酸又名α-氨基戊二酸，分子内含一个氨基和两个羧基，是一种酸性氨基酸。分子量为147，等电点3.22，微溶于水，而易溶于酸性溶液中，大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，参与蛋白质、多肽及脂肪酸的合成，与谷氨酰胺一起调节体内氨水平；也可作为兴奋性神经递质参与信息传递。谷氨酸有左旋体、右旋体和外消旋体。左旋体即L-谷氨酸。天然存在的谷氨酸都是L-谷氨酸。

谷氨酸生产方法目前主要采用发酵法生产，即利用微生物合成谷氨酸，该方法主要包括糖酵解途径(EMP)、磷酸戊糖途径(PPP)、三羧酸循环(TCA)、乙醛酸循环和CO₂固定反应等。首先葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸，丙酮酸一部分经丙酮酸脱氢酶系转化为乙酰辅酶A，一部分经CO₂固定反应生成草酰乙酸，乙酰辅酶A和草酰乙酸经TCA循环合成前体物质α-酮戊二酸，α-酮戊二酸经谷氨酸脱氢酶和氨基化反应转化为谷氨酸，之后经细胞膜排出胞外。理论上不考虑菌体生长及呼吸消耗，一分子六碳的葡萄糖最终产生一分子五碳的谷氨酸，理论上糖酸转化率为81.7％。

经过50多年的发展，发酵法生产谷氨酸技术取得了巨大的进步，但我国目前生产谷氨酸的产酸率仅在17-20％，转化率仅在65-67％，与谷氨酸理论转化率81.7％相比还有较大提升空间。目前谷氨酸发酵存在的主要问题是发酵培养基中高浓度的葡萄糖(5％～12％)会导致环境渗透压高，细胞在高渗透压的条件下会出现失水，进而会导致细胞内的参与代谢的各种酶系的酶活性迅速下降，菌体的活力下降，造成菌体的产酸能力降低。

发明内容：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高谷氨酸产量的发酵培养基和发酵方法，本发明提供的提高谷氨酸产量的发酵培养基能够提高糖酵解速率，加速葡萄糖消耗，缩短了温敏型谷氨酸棒杆菌种子的生长周期，提高了产酸水平。

本发明的技术方案一方面公开了一种提高谷氨酸产量的发酵培养基，所述发酵培养基中的溶质及其浓度为：赤霉素300-400mg/L、葡萄糖10-20g/L、玉米浆50-60g/L、豆粕水解液20-30g/L、甜菜碱0.1-0.5g/L、磷酸二氢钾1-2g/L、硫酸镁0.5-1g/L、消泡剂0.3-0.5mL/L、生物素0.1-0.2mg/L、硫酸亚铁0.1-0.3mg/L、硫酸锰0.1-0.3mg/L，溶剂为水。

进一步的，所述玉米浆的浓度为18-25波美度。

进一步的，所述豆粕水解液的总氮含量为2～5g/100mL。

本发明的技术方案另一方面公开了一种提高谷氨酸产量的发酵方法，其包括以下步骤：(1)配置发酵培养基；(2)灭菌；(3)接种温敏型谷氨酸棒杆菌种子液；(4)发酵培养；

(1)配置发酵培养基：将赤霉素、葡萄糖、玉米浆、豆粕水解液、甜菜碱、磷酸二氢钾、硫酸镁、消泡剂、生物素、硫酸亚铁、硫酸锰和水按照配比称量好，接着将上述原料混合充分溶解，得到发酵培养基；