[发明专利]谷氨酸的发酵和提取工艺

说明书

本发明属于氨基酸生产技术领域，公开了谷氨酸的发酵和提取工艺，其包括如下步骤：1）将谷氨酸产生菌的种子液接入装有发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养，收集发酵液；2）将发酵液离心，收集上层液体，然后采用陶瓷膜过滤，收集过滤液，再进行超滤膜过滤，收集超滤液；再经过多效板式蒸发器低温蒸发浓缩，得到谷氨酸浓缩液；3）用硫酸调节谷氨酸浓缩液的pH至谷氨酸等电点，待谷氨酸析出后，经过滤得到湿晶体，干燥得到谷氨酸产品。

技术领域

本发明属于氨基酸生产技术领域，具体涉及谷氨酸的发酵和提取工艺。

背景技术

发酵工程是利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。

谷氨酸发酵生产是谷氨酸产生菌在其生命活动过程中分解代谢营养物质、合成所需产物、谷氨酸的生化过程。在这个过程中，影响谷氨酸产生菌生长、繁殖、代谢及合成产物的因素很多，通过人工干预有目的地控制这些因素，使其最终满足谷氨酸菌种的代谢合成需要，可以达到增加产物和降低消耗的目的。谷氨酸产生菌既是反应过程的主体，也是反应过程的生物催化剂，它摄取原料的营养，通过细胞内特定的酶系列进行复杂的生化反应。其底物中的反应物透过细胞壁和细胞膜进入细胞体内，在酶的作用下进行催化反应，将反应物转化为产物并释放出来，细胞的内在特性及其代谢规律是影响生化反应的关键因素。因此，发酵是一个比其他工业过程更为复杂的动态过程。

谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA)，然后进入三羧酸循环，生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下，生成谷氨酸。

味精生产企业正向大型化、集约化发展，生产水平不断提高，但是与一些西方国家比较，我国的生产效率还有待进一步提高，生产成本也急需进一步降低，因此，提高谷氨酸发酵产酸率是一个亟待解决的问题。在谷氨酸发酵生产过程中, 需要消耗大量的葡糖糖供菌体生长利用，发酵前期，糖的消耗用于菌体生长；发酵中后期，糖的消耗用于合成谷氨酸。如何对发酵培养进行进一步地优化，旨在提高发酵效率，是谷氨酸生产企业需要不断研究的技术问题。

发明内容

在现有技术的基础上，申请人针对微生物发酵的特点，继续进行了改进，以提高发酵效率，据此，提出了谷氨酸的发酵和提取工艺。

本发明是通过如下技术方案来实现的。

谷氨酸的发酵和提取工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

1）将谷氨酸产生菌的种子液接入装有发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养，收集发酵液；

2）将发酵液离心，收集上层液体，然后采用陶瓷膜过滤，收集过滤液，再进行超滤膜过滤，收集超滤液；再经过多效板式蒸发器低温蒸发浓缩，得到谷氨酸浓缩液；

3）用硫酸调节谷氨酸浓缩液的pH至谷氨酸等电点，待谷氨酸析出后，经过滤得到湿晶体，干燥得到谷氨酸产品。

具体地，所述工艺包括如下步骤：

1）将谷氨酸产生菌的种子液接入装有发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养，发酵48h，收集发酵液；整个发酵过程中，控制发酵温度35℃，通风比1∶0.7，搅拌转速300r/min，溶氧维持在20-25％，流加质量百分比浓度为50％的葡萄糖维持残糖不低于1.0％，流加消泡剂消泡，同时流加氨水控制发酵液的pH值至7.0；其中，发酵至12h时，开始流加培养液，直至发酵结束；