[发明专利]一种提高L-异亮氨酸发酵产量的方法

说明书

本发明提供了一种提高L‑异亮氨酸发酵产量的方法，采用在发酵培养基中添加氨基酸螯合微量元素的方法来提高异亮氨酸产生菌L‑异亮氨酸发酵过程糖酸转化率和产率，所述氨基酸螯合微量元素包括谷氨酸螯合铁、丙氨酸螯合锌、精氨酸螯合钙、谷氨酸螯合铜、谷氨酸螯合锰，金属元素通过与氨基酸螯合反应，即增加了有效氨基酸的营养成分，又增强了微量元素的吸收效果，提高细胞生长速率和细胞活力，进而提高异亮氨酸产量和糖酸转化效率，在不增加额外设备和人力投入的情况下，实现了整个发酵周期的缩短和L‑异亮氨酸产量和转化率的大幅提高，适合于工业化生产。

技术领域

本发明涉及发酵法生产氨基酸技术领域，尤其是一种提高L-异亮氨酸发酵产量的方法。

背景技术

近年来，随着L-异亮氨酸在医药保健、食品加工和饲料工业中的应用研究不断深入，市场对L-异亮氨酸的需求在不断增长。2019年国内分支链市场的需求量约为5万吨，但异亮氨酸国内生产能力仅为0.4万吨，供需缺口较大，并且年需求量以10%的速率增加。L-异亮氨酸的生产方法主要有：蛋白质水解法、化学合成法、发酵法及酶法。目前，大规模工业化生产L-异亮氨酸只有微生物发酵法。因此，进一步优化L-异亮氨酸的生产工艺具有重要意义。

现阶段，我国L-异亮氨酸生产存在发酵产酸低、转化率低且副产物多等问题。我国L-异亮氨酸产酸水平为35-40 g/L，提取率为78-80%。近年来原材料价格的上涨和劳动力成本的提高对L-异亮氨酸发酵法生产带来了挑战，进而限制了L-异亮氨酸的应用。利用谷氨酸帮杆菌发酵异亮氨酸，糖酸转化率为12-15%，较理论值具有较大的提升空间。因此如何进一步提高微生物发酵法生产L-异亮氨酸的产率和糖酸转化率成为了推动L-异亮氨酸产业可持续发展的关键问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高L-异亮氨酸发酵产量的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高L-异亮氨酸发酵产量的方法，采用异亮氨酸生产菌经发酵获得L-异亮氨酸，在培养基中添加氨基酸螯合微量元素来提高异亮氨酸产生菌L-异亮氨酸发酵过程糖酸转化率和产率，所述氨基酸螯合微量元素由谷氨酸螯合铁、丙氨酸螯合锌、精氨酸螯合钙、谷氨酸螯合铜和谷氨酸螯合锰组成，其中，谷氨酸螯合铁、丙氨酸螯合锌、精氨酸螯合钙、谷氨酸螯合铜和谷氨酸螯合锰的重量比为：200-300：50-100：100-150：20-40：150-250。

优选的，上述提高L-异亮氨酸发酵产量的方法，在发酵培养过程，随葡萄糖流加氨基酸螯合微量元素：谷氨酸螯合铁、丙氨酸螯合锌、精氨酸螯合钙、谷氨酸螯合铜、谷氨酸螯合锰在葡萄糖溶液中的含量分别为200-300mg/L、50-100mg/L、100-150mg/L、20-40mg/L、150-250mg/L，葡萄糖的用量为：发酵初始培养基为30g/L，发酵过程维持葡萄糖浓度为3-5g/L，流加糖浓度为600-700g/L。

优选的，上述提高L-异亮氨酸发酵产量的方法，谷氨酸螯合铁、丙氨酸螯合锌、精氨酸螯合钙、谷氨酸螯合铜和谷氨酸螯合锰的重量比为： 240-260：70-80：120-140：25-30：180-210。

优选地，上述提高L-异亮氨酸发酵产量的方法，具体步骤如下：

（1）谷氨酸棒杆菌从甘油管中活化至培养斜面，培养基成分：葡萄糖1.0g/L，酵母浸粉10.0g/L，蛋白胨5.0g/L，磷酸二氢钾1.0g/L，硫酸镁0.2g/L，琼脂粉20.0g/L，32℃培养20-24h，在次转接培养斜面32℃培养16-20h，之后接入种子培养基中进行种子培养，得到种子液；