[发明专利]利用玉米浆水解液代替工业磷酸盐的氨基酸发酵方法

说明书

技术领域

本发明属于生物发酵工程技术领域，尤其涉及利用玉米浆水解液代替工业磷酸盐的氨基酸发酵方法。

背景技术

一般的，氨基酸发酵需要碳源、氮源、磷源、及其他微量元素和生长因子等。其中磷是核酸和蛋白质的必要成分，也是细胞膜的重要组分（磷脂），磷在细胞内起着重要作用。为了维持微生物的生长，磷常以磷酸盐的形式加入到培养基中，工业生产上常用的磷酸盐有K₃PO₄·3H₂O、K₃PO₄、Na₂HPO₄·12H₂O、NaH₂PO₄·2H₂O等。

玉米浆是湿法工艺制造淀粉过程中浸泡玉米产生的浸泡液经减压浓缩而成，其中含有大量的可溶性蛋白质、多肽、可溶性糖、多种氨基酸、维生素、无机盐等营养物质，在微生物发酵生产中主要提供氮源和生长因子而被广泛应用，尤其在温敏性谷氨酸发酵生产中可为其提供氮源和生物素等，对发酵的产酸及转化率有较大的影响。玉米浆除了可以为发酵生产提供氮源和生长因子，还含有对微生物生长及发酵比较重要的微量元素，如磷、铁、镁、锌等。

玉米浆中含有丰富的磷元素，但绝大部分是以有机态的植酸形式存在，植酸的化学名称为肌醇六磷酸酯，是植物种子中肌醇和磷酸的最主要存在形式，在谷物等食用作物种子中含量高达1%~3%，占植物含磷总量的40%~70%。在玉米浸泡的过程中，大部分的植酸被溶出，但是大多数的微生物中缺乏能够分解植酸的酶，植酸中的磷元素很难被利用，因而造成磷元素的流失和浪费。同时植酸是也一种抗营养因子，未经处理会影响多种营养物质的利用，其上的磷酸基团呈负电性，具有很强的络合力，可与Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺和K⁺等金属离子及蛋白质螯合成稳定的复合物，形成不溶性盐类，从而影响微生物对多种营养物质的利用。

若可以在微生物发酵过程中将粕类培养基中的有机磷有效的水解，从而得到满足微生物发酵所需的游离磷，将不仅提高玉米浆中营养物质的利用率，也可以避免外加磷源，同时也减少了自然界中的排磷量，有利于环境保护。

植酸酶可以催化植酸分解为磷酸和肌醇，它能将磷酸基团从植酸上水解下来，将有机态的磷转变成微生物可以直接利用的游离态的无机磷，同时还破坏了植酸对Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等其它矿物元素强烈的亲和力，从而提高微生物对多种营养物质的利用率。

因此本文应用生物发酵工程技术，将植酸酶用于玉米浆水解发酵从而将玉米浆中磷酸基团的释放，利用玉米浆水解液代替玉米浆进行投料使发酵过程中不再需要添加磷酸补充磷源，如此既能消除一些生产过程中的不利因素，更能利用原料优势，减少资源浪费，降低企业的生产成本，增加企业利益。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供的利用玉米浆水解液代替工业磷酸盐的氨基酸发酵方法，该方法能避免发酵生产过程中额外补充磷源，降低生产成本。

本发明是通过以下技术方案实现：

利用玉米浆水解液代替工业磷酸盐的氨基酸发酵方法，通过在玉米浆中添加植酸酶制作玉米浆水解液，提高玉米浆中游离磷磷的含量，避免发酵生产氨基酸过程中额外补充磷源。具体步骤如下：

（1）取玉米浆，调节pH，加入植酸酶，搅拌均匀；

（2）将玉米浆置于50-70℃温度条件下，加入植酸酶，搅拌均匀，即得水解液；

（3）将步骤（2）所得水解液用于发酵生产氨基酸。

优选方案为，步骤（1）调节pH至3.5-5.5。

优选方案为，步骤（1）所加植酸酶的用量为玉米浆质量的0.05%-0.1%。

优选方案为，步骤（2）水解6-9小时。

本发明取得的优点和积极效果是：

1、本发明提供了一种以玉米浆为原料，经植酸酶水解后产生的玉米浆水解液替代通常氨基酸发酵生产过程中直接使用玉米浆并添加磷酸作为磷源的方式，生产指标与正常发酵基本一致，减少了资源浪费，且所有植酸酶的所需成本远低于能达到同等效果的磷酸成本，符合现在所提倡的节能减排理念；