專利名稱:一種以淀粉為原料的微生物谷氨酸高糖發(fā)酵控制工藝的制作方法
本發(fā)明屬于微生物氨基酸發(fā)酵工程的技術(shù)領(lǐng)域：
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利用微生物發(fā)酵法來生產(chǎn)谷氨酸，國外都采用低糖流加控制工藝，此方法工藝控制較復(fù)雜，并需流加設(shè)備等，而且操作不當(dāng)易染雜菌。經(jīng)過對1974-1984年的各國專利文獻(xiàn)檢索，查到與谷氨酸有關(guān)的專利共有380篇，其中7篇與本發(fā)明有些相似，但均未進(jìn)行直接的一次性高糖發(fā)酵，都采用低糖流加技術(shù)或者不以淀粉為原料的發(fā)酵工藝。
目前國內(nèi)的情況與國外不同，在200多家谷氨酸發(fā)酵工廠中，由于設(shè)備菌種等條件的原因，一般均采用中糖或低糖發(fā)酵工藝，同時由于我國淀粉資源豐富，均采用淀粉水解糖為主要原料來發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸。采用高糖谷氨酸發(fā)酵控制工藝，能在相同的時間內(nèi)生產(chǎn)更多的谷氨酸，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但谷氨酸的高糖發(fā)酵工藝由于初糖濃度高，容易對發(fā)酵前期菌體的生長產(chǎn)生抑制作用，而且糖濃度越高，抑制現(xiàn)象也越明顯，發(fā)酵周期也越長。要使發(fā)酵周期縮短在40小時內(nèi)，必須加快發(fā)酵過程中的糖耗速率，并要求糖酸轉(zhuǎn)化率能跟上，從而達(dá)到高產(chǎn)酸，高轉(zhuǎn)化率，但這樣就增加了發(fā)酵控制工藝的困難性和復(fù)雜性。
1982年《發(fā)酵科技通訊》第四期報導(dǎo)了國外采用淀粉水解葡萄糖的生產(chǎn)水平為谷氨酸產(chǎn)率為6-8%，糖酸轉(zhuǎn)化率為45%左右。另根據(jù)中國味精總公司鑒定會資料報導(dǎo)，日本多次向中國技術(shù)進(jìn)口報價指標(biāo)為谷氨酸產(chǎn)率為6-8%，糖酸轉(zhuǎn)化率為47-50%。目前國內(nèi)僅有一家工廠進(jìn)行高糖發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，根據(jù)其1984年6月的鑒定會資料報導(dǎo)，他們采用的菌種及發(fā)酵控制工藝均與本發(fā)明不同，而且其谷氨酸產(chǎn)率和糖酸轉(zhuǎn)化率及發(fā)酵周期均未達(dá)到本發(fā)明的實際水平。
本發(fā)明的目的是找到一株能適應(yīng)高濃度初糖濃度的菌株，并找出能適應(yīng)該菌株生理發(fā)酵特點的發(fā)酵控制工藝，在不改變現(xiàn)有發(fā)酵設(shè)備的基礎(chǔ)上，達(dá)到高產(chǎn)酸，高糖酸轉(zhuǎn)化率，短發(fā)酵周期的目的。
本發(fā)明所采用的FM84-415菌株是由T6-13為出發(fā)菌株，經(jīng)鈷60和NTG誘變處理后，經(jīng)反復(fù)篩選試驗后獲得。
本發(fā)明采用一次性水解葡萄糖為主要原料，配以加入適量的生物素和流加適量的尿素，在17-20%的初糖濃度下，實驗室的搖瓶谷氨酸產(chǎn)率能達(dá)到11.92%，糖酸轉(zhuǎn)化率為59.9%，并徑30噸大型發(fā)酵罐發(fā)酵試驗，當(dāng)初糖為18.5%時，谷氨酸產(chǎn)率為8.92%，糖酸轉(zhuǎn)化率達(dá)50.23%。同時，經(jīng)24噸發(fā)酵罐連續(xù)5罐的生產(chǎn)性試驗，平均初糖為17.94%時，谷氨酸產(chǎn)率達(dá)8.79%，糖酸轉(zhuǎn)化率為51.49%;當(dāng)平均初糖為19.56%時，經(jīng)每天一罐的生產(chǎn)性連續(xù)試驗，谷氨酸產(chǎn)率達(dá)到9.05%，糖酸轉(zhuǎn)化率為51.21%，而且平均周期縮短到38.2小時。
本發(fā)明采用下列發(fā)酵培養(yǎng)基水解葡萄糖17-20%，生物素采用玉米漿、麩皮水解液和糖蜜等的復(fù)合生物素，用量視水解糖的質(zhì)量而異，希望用量偏高一些，一般在0.8-1.5%之間，K2HPO4.3H2O為0.1-0.15%，MgSO4.7H2O為0.065%，用自來水配制。
在發(fā)酵工藝控制上，根據(jù)FM84-815菌株的生理特點，在不同的發(fā)酵階段采用不同的控制技術(shù)，前期風(fēng)量采用1∶0.1-1∶0.15，初脲為0.2-0.5%，發(fā)酵溫度控制在35-36℃;中期風(fēng)量采用1∶0.16-1∶0.26，視PH變化而流加尿素，并根據(jù)菌體生長速率和耗糖速率，每次流加尿素0.5-0.8%，發(fā)酵溫度為36-37℃;后期風(fēng)量下降為1∶0.14-1∶0.18，每次尿素流加0.05-0.4%之間，發(fā)酵溫度為38-39℃。
種子培養(yǎng)基及其他發(fā)酵工藝控制與一般發(fā)酵控制條件大致相同。
本發(fā)明的特點是1.高濃度的水解葡萄糖對菌體的前期生長抑制小，一般發(fā)酵14小時時，其谷氨酸產(chǎn)率達(dá)1.2%以上，中期耗糖快，轉(zhuǎn)化率高，后期有后勁。
2.發(fā)酵周期短，17-20%的初糖濃度，可在38小時左右完成發(fā)酵全過程。
3.谷氨酸產(chǎn)率和糖酸轉(zhuǎn)化率高。使用本發(fā)明采用的菌株及工藝，無需改動原有發(fā)酵設(shè)備，就能使谷氨酸生產(chǎn)率有較大提高。
權(quán)利要求
1.一種以淀粉為主要原料的微生物谷氨酸高糖發(fā)酵控制工藝，其發(fā)酵培養(yǎng)基成份由水解葡萄糖、各種生物素、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、水等組成。其特征為所述的工藝采用誘變菌株FM84-415細(xì)菌菌株，其水解葡萄糖初糖濃度為17-20%，并采用玉米漿、麩皮水解液和糖密等的復(fù)合生物素，總生物素量在0.8-1.5%之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)酵控制工藝，其特征在于對不同的發(fā)酵階段采用不同的風(fēng)量控制，前期風(fēng)量為1∶01-1∶0.15，中前風(fēng)量為1∶0.16-1∶0.26，后期風(fēng)量為1∶0.14-1∶0.18
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的發(fā)酵控制工藝，其特征為初脲濃度為0.2-0.5%，每次流加尿素在0.5-0.8%之間，后期尿素流加控制在0.05-0.4%之間;溫度控制為前期35-36℃，中期36-37℃，后期38-39℃。
專利摘要
一種以淀粉為主要原料的微生物谷氨酸高糖發(fā)酵控制工藝。
文檔編號C12P13/00GK85100532SQ85100532
公開日1986年8月13日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者鄭善良, 荊建華, 王瑛華 申請人:復(fù)旦大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan