[发明专利]一种制备L-氨基酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种制备L-氨基酸的方法，尤其涉及一种利用棉杆水解液发酵制取L-氨基酸的方法。

背景技术

氨基酸是指含有氨基的羧酸，是合成生物大分子蛋白质的基本组成单位，赋予蛋白质特定的分子结构形态，使它的分子具有生化活性，氨基酸与生物的生命活动有着密切的关系，在生命体代谢过程中发挥着重要的作用。氨基酸广泛应用于食品、医药、饲料和化妆品等行业，氨基酸工业是国民经济中的支柱产业之一。

氨基酸中与羧基直接相连的碳原子上有个氨基，这个碳原子上连的基团或原子都不一样，称手性碳原子，当一束偏振光通过它们时，光的偏振方向将被旋转，根据旋光性的不同，分为左旋和右旋，即L系和D系，一般称D型、L型。如D-丙氨酸是右旋的和L-丙氨酸是左旋的，恰似左、右手，互为镜像。而构成天然蛋白质的氨基酸都是L型。生物界各种蛋白质（除一些细菌的细胞壁中的短肽和个别抗生素外）几乎都是由L-氨基酸所构成的，含D-氨基酸的极少，且只有L-氨基酸才能为人体直接吸收。

目前L-氨基酸的生产方法主要有蛋白质水解法、化学合成法、酶法和微生物发酵法。其中微生物发酵法是大多数氨基酸生产普遍采用的方法，主要是通过传统诱变技术或现代生物技术改变微生物代谢途径，使其转化糖类向目标产物积累的方向进行。目前可用于发酵制取氨基酸的糖类主要是通过小麦、玉米、木薯等淀粉糖水解制得的葡萄糖，如日本味之素公开了一种木薯的直接糖化和使用糖类溶液的氨基酸发酵的方法（公开号为CN1321772的中国专利），木薯首先经干燥至水分含量为16%或更低，然后粉碎至粉末状，在含纤维素酶的水溶液中处理，之后用淀粉液化酶和糖化酶进行酶液化和糖化，从而制得高浓度的糖类水溶液，制备的糖类溶液可作为氨基酸发酵的碳源。随着国家对使用粮食原料发酵的限制，以及国家“十二五规划”提出的要努力提高非粮原料比重，减少玉米等粮食原料的使用量，所以氨基酸发酵行业面临着原料资源短缺、价格上涨等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有氨基酸发酵行业面临的原料资源短缺、价格上涨等问题，提供一种制备L-氨基酸的方法，采用棉杆水解液替代发酵培养基中的葡萄糖进行发酵，可达到与使用纯葡萄糖发酵相同的水平。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种制备L-氨基酸的方法，将产L-氨基酸发酵菌种接种于种子培养基中培养获得种子液，然后转接于以棉杆水解液替代葡萄糖作为碳源的发酵培养基中进行发酵。

优选的，按棉杆水解液中葡萄糖含量计算，所述棉杆水解液替代葡萄糖的比例为10wt%～100wt%。

优选的，所述棉杆水解液是棉杆通过酸法、碱法或蒸汽爆破法预处理后，纤维素酶酶解制得的水解液。

优选的，所述棉杆水解液的制备方法为取棉杆粉碎后，与过量的硫酸水溶液或氢氧化钠水溶液混合后于50～100℃浸泡30～60min，干燥至水分含量为50～75%后在180～210℃的条件下蒸汽爆破5～15min，循环水洗涤至pH值为5～7，与4.0wt%～7.0wt%的酶活为1500U/g～2000U/g的纤维素酶混合后于50～60℃的条件下酶解72～120h、过滤，收集滤液，即得。

优选的，所述种子培养基配方包括：碳源20-30g/L、氮源4-65g/L、无机盐0.01-3g/L，pH7.0-7.2。

优选的，所述发酵培养基配方包括：碳源80-180g/L、氮源10-100g/L、无机盐0.01-10g/L，pH7.0-7.2。

优选的，所述发酵为在往复摇床中振荡培养进行，培养温度30-37℃，转速150-170rpm。

优选的，所述L-氨基酸选自L-谷氨酸、L-赖氨酸、L-色氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-谷氨酰胺和L-精氨酸。

优选的，所述氮源为玉米浆、豆饼水解液、酵母粉、蛋白胨、尿素、硫酸铵、氯化铵、醋酸铵、液氨或氨水中的一种或几种。

优选的，所述无机盐为钾盐、钠盐、镁盐、铁盐、锌盐、锰盐或磷酸盐中的一种或几种。