專利名稱：異亮氨酸發酵工藝方法
技術領域：
本發明涉及氨基酸生產技術領域，具體地說是一種支鏈氨基酸中的異亮氨酸發酵工藝方法。
背景技術：
我國氨基酸生產工業是陸續發展起來的產業，主要以谷氨酸、賴氨酸為主。支鏈氨基酸一如異亮氨酸，纈氨酸等工業發展較晚，起步較低，技術落后，并已出現了氨基酸工業發展不平衡，某些氨基酸供給大于需求。支鏈氨基酸生產成本降不下來，并且產品質量差， 價格上不去，大部分生產的支鏈氨基酸都不能用在飼料的生產上，質量達不到藥品級，國內許多氨基酸廠都迫切需要高品質、低成本的生產技術。因此，迫切需要發酵工藝的技術創新，使異亮氨酸的成產技術指標得到了提高，特別是糖酸轉化率的提高使生產成本得到了下降，這對國內那些想要進入支鏈氨基酸這一生產領域、又苦于沒有技術開發能力、找不到先進生產工藝技術、從而使生產成本高、市場無竟爭力的企業是很有吸引力的。先進的發酵工藝創新技術在贏得了市場的同時，也對促進我國支鏈氨基酸行業的健康發展具有重要的眉、ο
1.異亮氨酸生產技術現狀(1)產酸率國內產酸率最高達30g/L，而異亮氨酸在國外已經實現大規模工業化生產，產酸水平已達到35g/L以上；(2)轉化率目前發酵法生產異亮氨酸的最高轉化率僅為20% 25%，提高轉化率對工業化生產有極其重要的意義；(3)提取收率國內目前提取收率為78%，產品的純度為98%；(4)就氨基酸行業而言治污力度不夠，距國家要求還有一定距離，環保任務相當繁重而艱巨。
2.支鏈氨基酸的工業存在的問題在支鏈氨基酸工業化方面我國和國外相比還有很大的差距，無論從料收水平和規模產量上有處于劣勢，其主要表現如下(1)技術經濟指標低，產品成本高；(2)研發投入少、品種少，應變能力和抗風險能力差，影響了企業的自主創新和技術水平的提高，致使企業發展后勁不足；(3)環保治理不徹底，行業總體清潔生產水平不高；(4)現代化管理和產品品質管理水平低下，生產波動、染菌、豐產不豐收等現象時而發生，影響盈利水平的提高；(5)連續化、自動化水平較低，影響工裝和現代管理水平的提高； (6 )競爭加劇，協作交流少，企業間技術水平不平衡，差距加大。發明內容
本發明的目的是提供一種支鏈氨基酸中的異亮氨酸發酵工藝方法。
本發明的目的是這樣實現的它包括如下操作步驟(1)培養菌種選育在含180g/L-220g/L葡萄糖和含30g/L-40g/L異亮氨酸的平板上生長好的高產菌種，在菌種室經擴大培養生產一級種子，然后接入二級種子罐繼續擴大培養，該二級種子罐內的二級種子培養基配方為葡萄糖2. 0-3. 5g/L、玉米漿20-30g/L、磷酸氫二鉀 2-5g/L、硫酸銨20-50g/L、硫酸鎂0. 1-0. 3g/L、Vh :2. 0-6. 0μ g/L、糖蜜:20_50g/L、硫胺素400-800 μ g/L、Vm :0. 1-0. 5g/L ；每小時二級種子培養基與通入無菌空氣通風量的體積比為1 :15-38，二級種子在二級種子罐內經過實消、降溫、培養得到的的菌種指標為 AOD ^ 0.8，革蘭氏染色陽性；(2)發酵將二級種子培養基液接入裝好發酵培養基的發酵罐，發酵培養基與二級種子液的體積比是1:0. 10 0. 20，該發酵培養基配方為葡萄糖150g/L、硫酸銨40g/L、玉米漿:15g/ L、硫酸鎂:0. 2g/L、磷酸二氫鉀2. Og/L、Vbi :0. 15g/L、Vh :2. 5 μ g/L、糖蜜:20g/L、硫胺素 500 μ g/L ；每小時二級種子培養基液及發酵培養基與通入無菌空氣通風量的體積比例為 1:25 58，連續發酵50小時 60小時，使菌體利用葡萄糖而代謝積累異亮氨酸；(3)發酵液分離發酵罐放出的發酵液經降溫25-40°C，采用膜過濾處理工藝，在0. 2Mpa-0. 5Mpa壓力下將發酵液中的菌絲體和蛋白分離出來，分離出的菌絲體和蛋白加入5g-20g/L的絮凝劑絮凝，然后在0. IMpa-O. 5Mpa的壓力、溫度40_60°C下經板框過濾得濕蛋白飼料；(4)發酵液清液離子交換發酵液清液經調PHI. 5-3. 0進入離交柱，在強酸陽離子樹脂的作用下，吸附異亮氨酸， 樹脂吸附飽和時，停止進發酵清液，用氨濃度為0. 3-1. Omol/L的洗脫液洗脫樹脂吸附的異亮氨酸，洗脫時先流出的為發酵清液，回發酵清液罐，中間流出的為異亮氨酸液進下道工序，最后流出的為尾液，大部分為配制洗脫液回洗脫罐再經沖氨重復使用，離交過程為常溫，壓力為0. 1-0. 2Mpa,經離交洗脫下來的液體再經有機濃縮膜在壓力0. 2-0. 5Mpa，溫度 30-40°C下除去一部分水分，進入蒸發結晶工序；(5)蒸發結晶料液進入蒸發結晶器在真空-0. 09Mpa，溫度小于70°C，通入0. 5Mpa飽和蒸汽下，進行濃縮蒸發結晶，濃度后得到的異亮氨酸結晶體經過離心分離除去母液，異亮氨酸結晶體在真空-0. 08Mpa，溫度小于70°C干燥，然后進入包裝工序，包裝成成品異亮氨酸。
本發明的通過對微生物生長、繁殖及代謝有影響的營養成分選擇、配比的調整和添加，產生了較好的發酵指標；異亮氨酸代謝產物產量提高，比創新前平均提高產酸率 0. 48個百分點；異亮氨酸代謝產物轉化率提高，糖酸轉化率提高3. 2個百分點；產生菌體生長和代謝迅速，發酵周期縮短4-6小時，提高設備的周轉率，相應提高了產量；.減少代謝副產物的生成，相應發酵液中代謝產物的純度相應提高，對產物的提取操作和產品的產品的純度有利，同時降低了發酵成本和提取成本。
圖1是本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
實例 1在50m3發酵罐及7 m3種子罐生產實踐中的，操作如下步驟(1)培養菌種選育在含200g/L葡萄糖和含35g/L異亮氨酸的平板上生長好的高產菌種，在菌種室經擴大培養生產一級種子，然后接入二級種子罐繼續擴大培養，該二級種子罐內的二級種子培養基配方為葡萄糖2. 2g/L、玉米漿20g/L、磷酸氫二鉀3g/L、硫酸銨25 g/L、硫酸鎂0. 15/g/L、Vh 3. 0 μ g/L、糖蜜25g/L、硫胺素:500 μ g/L、Vbi :0. 2g/L，二級種子液在二級種子罐內經過實消、降溫、培養得到的的菌種指標為Δ OD=L 05，革蘭氏染色陽性；(2)發酵將二級種子液接入裝好發酵培養基的發酵罐，發酵培養基配料量為30000L、二級種子液的體積是4200L，該發酵培養基配方為葡萄糖150g/L、硫酸銨40g/L、玉米漿15g/ L、硫酸鎂:0. 2g/L、磷酸二氫鉀2. Og/L、Vbi :0. 15g/L、Vh :2. 5 μ g/L、糖蜜:20g/L、硫胺素 500 μ g/L，二級種子液與發酵培養基連續發酵58小時，使菌體利用葡萄糖而代謝積累異亮氨酸；(3)發酵液分離發酵罐放出的發酵液經降溫30°C，采用膜過濾處理工藝，在0. 4Mpa壓力下將發酵液中的菌絲體和蛋白分離出來，分離出的菌絲體和蛋白加入15g/L的絮凝劑絮凝，然后在 0. 3Mpa的壓力、溫度50°C下經板框過濾得濕蛋白飼料；(4)發酵液清液離子交換發酵液清液經調PH2. 0進入離交柱，在強酸陽離子樹脂的作用下，吸附異亮氨酸，樹脂吸附飽和時，停止進發酵清液，用氨濃度為1. Omol/L的洗脫液洗脫樹脂吸附的異亮氨酸， 洗脫時先流出的為發酵清液，回發酵清液罐，中間流出的為異亮氨酸液進下道工序，最后流出的為尾液，大部分為配制洗脫液回洗脫罐再經沖氨重復使用，離交過程為常溫，壓力為 0. 2Mpa，經離交洗脫下來的液體再經有機濃縮膜在壓力0. 4 Mpa，溫度35°C下除去一部分水分，進入蒸發結晶工序；(5)蒸發結晶料液進入蒸發結晶器在真空-0. 09Mpa，溫度小于70°C，通入0. 5Mpa飽和蒸汽下，進行濃縮蒸發結晶，濃度后得到的異亮氨酸結晶體經過離心分離除去母液，異亮氨酸結晶體在真空-0. 08Mpa，溫度小于70°C干燥，然后進入包裝工序，包裝成成品異亮氨酸。
二級種子培養記錄表一
權利要求
1. 一種異亮氨酸發酵工藝，其特征是它包括如下操作步驟(1)培養菌種選育在含180g/L-220g/L葡萄糖和含30g/L-40g/L異亮氨酸的平板上生長好的高產菌種，在菌種室經擴大培養生產一級種子，然后接入二級種子罐繼續擴大培養，該二級種子罐內的二級種子培養基配方為葡萄糖2. 0-3. 5g/L、玉米漿20-30g/L、磷酸氫二鉀 2-5g/L、硫酸銨20-50g/L、硫酸鎂0. 1-0. 3g/L、Vh :2. 0-6. 0μ g/L、糖蜜:20_50g/L、硫胺素400-800 μ g/L、Vm :0. 1-0. 5g/L ；每小時二級種子培養基與通入無菌空氣通風量的體積比為1 :15-38，二級種子在二級種子罐內經過實消、降溫、培養得到的的菌種指標為 AOD ^ 0.8，革蘭氏染色陽性；(2)發酵將二級種子培養基液接入裝好發酵培養基的發酵罐，發酵培養基與二級種子液的體積比是1:0. 10 0. 20，該發酵培養基配方為葡萄糖150g/L、硫酸銨40g/L、玉米漿:15g/ L、硫酸鎂:0. 2g/L、磷酸二氫鉀2. Og/L、Vbi :0. 15g/L、Vh :2. 5 μ g/L、糖蜜:20g/L、硫胺素 500 μ g/L ；每小時二級種子培養基液及發酵培養基與通入無菌空氣通風量的體積比例為 1:25 58，連續發酵50小時 60小時，使菌體利用葡萄糖而代謝積累異亮氨酸；(3)發酵液分離發酵罐放出的發酵液經降溫25-40°C，采用膜過濾處理工藝，在0. 2Mpa-0. 5Mpa壓力下將發酵液中的菌絲體和蛋白分離出來，分離出的菌絲體和蛋白加入5g-20g/L的絮凝劑絮凝，然后在0. IMpa-O. 5Mpa的壓力、溫度40_60°C下經板框過濾得濕蛋白飼料；(4)發酵液清液離子交換發酵液清液經調PHI. 5-3. 0進入離交柱，在強酸陽離子樹脂的作用下，吸附異亮氨酸， 樹脂吸附飽和時，停止進發酵清液，用氨濃度為0. 3-1. Omol/L的洗脫液洗脫樹脂吸附的異亮氨酸，洗脫時先流出的為發酵清液，回發酵清液罐，中間流出的為異亮氨酸液進下道工序，最后流出的為尾液，大部分為配制洗脫液回洗脫罐再經沖氨重復使用，離交過程為常溫，壓力為0. 1-0. 2Mpa,經離交洗脫下來的液體再經有機濃縮膜在壓力0. 2-0. 5Mpa，溫度 30-40°C下除去一部分水分，進入蒸發結晶工序；(5)蒸發結晶料液進入蒸發結晶器在真空-0. 09Mpa，溫度小于70°C，通入0. 5Mpa飽和蒸汽下，進行濃縮蒸發結晶，濃度后得到的異亮氨酸結晶體經過離心分離除去母液，異亮氨酸結晶體在真空-0. 08Mpa，溫度小于70°C干燥，然后進入包裝工序，包裝成成品異亮氨酸。
全文摘要
一種異亮氨酸發酵工藝，其技術要點是它包括如下操作步驟(1)培養菌種；(2)發酵；(3)發酵液分離；(4)發酵液清液離子交換；(5)蒸發結晶。本發明的工藝方法，產生了較好的發酵指標；異亮氨酸代謝產物產量提高，比創新前平均提高產酸率0.48個百分點；異亮氨酸代謝產物轉化率提高，糖酸轉化率提高3.2個百分點；產生菌體生長和代謝迅速，發酵周期縮短4-6小時，提高設備的周轉率，相應提高了產量；.減少代謝副產物的生成，相應發酵液中代謝產物的純度相應提高，對產物的提取操作和產品的產品的純度有利，同時降低了發酵成本和提取成本。
文檔編號C12P13/06GK102505027SQ201110443148
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者張志巖, 慕忠杰 申請人:開原市天慕生物科技有限公司