[发明专利]一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物物发酵工程技术领域，尤其是一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法。

背景技术

无机盐是微生物生命活动不可缺少的物质。谷氨酸发酵过程中需要磷、钾等营养元素，磷是无机盐中代谢过程中氧化磷酸化的主要元素，它也是核酸、磷脂、某些辅酶的组成成分；高能磷酸键在能量贮存与传递中起着重要的作用，磷酸盐还是一种重要的缓冲剂。在谷氨酸发酵中也不例外，磷含量的高低对其影响很大，磷浓度过高，菌体代谢有转向合成撷氨酸的倾向。磷浓度过低，菌体生长不好，表现为耗糖慢、残糖高，菌体生长缓慢。生产中经常使用磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)、磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)等磷酸盐提供磷元素；氯化钾(KCl)提供钾元素。

目前，在生物素亚适量发酵生产谷氨酸的过程中，发酵培养基中常常添加磷酸盐进行制备，但是，使用磷酸盐制备发酵培养基存在如下缺点：

一方面克服磷酸盐完全溶于水需要的时间较长，容易造成发酵培养基的混合不均匀，提高了发酵培养基的配制时间，降低了生产效率；

另一方面比产酸速率较低，延长了发酵周期，菌体产酸较慢，提高了生产成本。

通过检索，发现如下两篇与本专利申请相关的专利公开文献：

1、一种高效发酵生产L-谷氨酸的方法(CN101402979A)，以生物素缺陷型菌株为生产菌株，以一些营养组分按一定比例配制成营养丰富且均衡的培养基作为发酵培养基，发酵过程中，通过调节发酵罐搅拌转速和风量将溶氧控制在适当的水平上，通过流加氨水控制pH，并通过流加一定浓度的葡萄糖溶液将残糖控制在较低水平，发酵32h停止。本发明在不增加任何额外设备和人力投入的情况下，缩短了整个发酵周期，并大幅提高了L-谷氨酸的产量(140g/L以上)和转化率(60％以上)，整个工艺过程操作简便，生产成本较低，十分适合于工业化生产。

2、磷酸盐用量对谷氨酸发酵影响的研究(作者：刘利锋，于卫红，发酵科技通讯第36卷)，为了提高谷氨酸的产酸率,从培养基的配方中寻找突破口。首先从增加钾盐考虑，将磷酸氢二钾的用量由0.17％增加到0.20％。从试验结果看产酸低，原因是：整个发酵过程中,磷盐的多少与菌体变形及生长速度有很大的关系，磷盐多,菌体短而粗，自10～20h，菌体大量增殖，并且耗糖，最终导致耗脲少，产酸低，确定用16％的双酶糖的培养基中，用磷酸氢二钾0.14％的用量较好,其产酸率平稳，平均10.55％，转化率平稳且较高，平均65.95％。

通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，该方法在发酵过程中，用磷酸替代发酵培养基的磷酸盐，之后再用碱性物质中和发酵培养的PH值，一方面可以克服磷酸盐完全溶于水需要的时间较长，容易造成发酵培养基的混合不均匀，缩短发酵培养基的配制时间，提高生产率；另一方面可以提高比产酸速率，促进菌体产酸，最终产酸水平得到了显著提升，可提高15％左右，提高了谷氨酸得率和糖酸转化率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种磷酸用于生物素亚适量发酵生产谷氨酸的方法，在发酵生产过程中，使用磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基，发酵生产谷氨酸。

而且，磷酸代替生物素亚适量发酵工艺中的磷酸盐制备发酵培养基时，需利用碱性物质对发酵培养基进行中和，使发酵培养基的PH符合菌体生长要求。

而且，以等摩尔当量的磷酸替代替发酵培养基中的磷酸盐，使用碱性物质对发酵培养基进行中和，使发酵培养基的PH符合菌体生长要求。

而且，所述发酵培养基为：葡萄糖130～150g/L，玉米浆3.5～5g/L，糖蜜2.5～4g/L，MgSO4·7H₂O 0.6～0.9g/L，MnSO₄0.0025～0.005g/L，V_B10.001～0.0025g/L，KCl 2～3g/L，H₃PO₄0.8～4g/L，用氢氧化钠中和磷酸使发酵培养基的pH为6.5～7.0。