[发明专利]一种L-色氨酸分批补料发酵工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种L-色氨酸分批补料发酵工艺。

背景技术

L-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，广泛应用于医药、食品和饲料等方面。在生物体内，L-色氨酸是合成5-羟基色胺、吲哚乙酸、烟酸、色素、生物碱和辅酶等激素和生理活性物质的前体物质。而这些激素和生理活性物质参与生物体特定生命活动，例如，吲哚乙酸是一种植物生长激素，5-羟基色胺是脊椎动物的一种神经递质，它在神经系统中的含量与神经的兴奋和抑制状态有密切关系，同时它也是一种血管收缩素。在医学上，色氨酸广泛用于氨基酸大输液和复合氨基酸制剂，用来消除精神紧张、改善睡眠效果、预防和治疗糙皮病等。此外，由于色氨酸是一些植物蛋白中较为缺乏的氨基酸，可用来强化食品和作为饲料添加剂，对提高植物蛋白质的利用率具有重要的作用，是继蛋氨酸和赖氨酸之后的第三大饲用氨基酸。而且，L-色氨酸还有防霉、消毒以及阻止氧化的作用，可以作为鱼类保鲜剂。

目前，微生物法生产L-色氨酸占主导地位，有直接发酵法、微生物转化法和酶法。近年来，还出现了将直接发酵法与化学合成法相结合、直接发酵法与转化法相结合生产L-色氨酸的方法。其中酶促转化法具有终产物积累量高、反应周期短、分离提纯容易等优点。但是，酶促反应法也存在着底物价格高，产酸转化率低等问题。因此，微生物发酵法是目前工业化生产L-色氨酸的主要方法。

发酵法生产色氨酸的方法研究的比较早，该法是以葡萄糖、甘蔗糖蜜等廉价原料为碳源，利用优良的色氨酸生产菌种，在合适的发酵条件下，直接发酵生产色氨酸。但是，公知的发酵法工艺落后，发酵周期长，原料利用率低。

发明内容

本发明的目的是要提供一种L-色氨酸分批补料发酵工艺。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种L-色氨酸分批补料发酵工艺，依次包括以下步骤：

1）制备斜面菌种，将菌种接入斜面培养基，在30℃下培养72h，制得斜面菌种；

2）制备摇瓶种子，将斜面菌种接入药瓶活化培养基中进行斜面活化，于30℃培养24h，制备成摇瓶种子；

3）将摇瓶种子接入装有种子培养基的一级种子罐中，在26℃下培养24h，制备成一级种子；

4）发酵，将一级种子按体积比1%的接种量接种于装有发酵培养基的发酵罐中发酵，其培养基葡萄糖的浓度为90g/L，发酵24h之后，向发酵培养基中流加160g/L的葡萄糖，同时向发酵培养基中流加一定的氮源，维持碳氮平衡，发酵期间使用无菌空气保持发酵罐通风，自发酵开始60小时后培养成熟。

进一步，所述步骤1）的斜面培养基组成为：蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、NaCl 2.5g、琼脂条20g，该培养基的pH为7.2。

进一步，所述步骤2）的种子培养基组成为：葡萄糖1g、蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、NaCl 2.5g、琼脂条20g，该培养基的pH为7.2。

进一步，所述步骤3）的种子培养基组成为：葡萄糖5g，蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，NaCl 2.5g，该培养基的pH为7.2。

进一步，所述步骤5）发酵的第12h和24h各补加一次的L-苯丙氨酸、L-酪氨酸使得发酵液中两者浓度为50mg/L。

进一步，所述步骤5）发酵过程中用氢氧化钠或氨水控制pH为7.2。

本发明提供的方法发酵产酸由分批发酵的33.5g/L提高到50.1g/L，提高了49.5%，并且缩短了发酵周期，提高了原料利用率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步说明。

实施例

一种L-色氨酸分批补料发酵工艺，依次包括以下步骤：

1）制备斜面菌种，将菌种接入斜面培养基，在30℃下培养72h，制得斜面菌种；

2）制备摇瓶种子，将斜面菌种接入药瓶活化培养基中进行斜面活化，于30℃培养24h，制备成摇瓶种子；

3）将摇瓶种子接入装有种子培养基的一级种子罐中，在26℃下培养24h，制备成一级种子；

4）发酵，将一级种子按体积比1%的接种量接种于装有发酵培养基的发酵罐中发酵，其培养基葡萄糖的浓度为90g/L，发酵24h之后，向发酵培养基中流加160g/L的葡萄糖，同时向发酵培养基中流加一定的氮源，维持碳氮平衡，发酵期间使用无菌空气保持发酵罐通风，自发酵开始60小时后培养成熟。