本發明屬于發酵工程
技術領域：
，尤其涉及一種l-丙氨酸半連續發酵的方法。
背景技術：
：l-丙氨酸無色至白色結晶性粉末，溶于水、乙醇，不溶于乙醚和丙酮。主要用于生化研究、組織培養、肝功能測定、增味劑、可增加調味品的調味效果、還可用作酸味矯正劑，改善有機酸的酸味。然而，現有的l-丙氨酸的發酵法，多采用分批發酵的方法，需要分別對每一批次的種子液、發酵罐及培養基進行消毒處理，造成能耗的浪費，產量低。技術實現要素：針對現有技術存在的能耗浪費，產量低等問題，本發明提供一種l-丙氨酸半連續發酵的方法。為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種l-丙氨酸半連續發酵的方法，至少包括如下步驟：（1）將搖瓶種子接種到種子罐，通入無菌壓縮空氣，35~38℃，培養4~7h，得到種子液；（2）提供120~180g/l葡萄糖與組分a，將所述葡萄糖與所述組分a在120~122℃分開進行消毒處理，冷卻至60℃以下后，將所述葡萄糖加入到組分a，得到培養基，其中，所述組分a包括：5~10g/l酵母浸提粉、5~10g/l蛋白胨、0.25~0.5g/l磷酸二氫鉀、0.2~0.6g/l硫酸鎂、1~2g/l磷酸銨、0.05~0.1g/l消泡劑；（3）用飽和水蒸氣對發酵罐進行120~122℃消毒處理，加入消毒后的培養基和種子液，所述培養基和種子液的體積比為20:1-4，用氨水或硫酸調節ph至7.0±0.2，通入無菌壓縮空氣，35~38℃，攪拌培養4~7h，停止通氣，繼續攪拌反應16~20h后，每隔4h排出反應體系體積25%的發酵液，同時加入最初反應體系體積20%的新鮮培養基；每隔8h接入最初反應體系體積10%的種子液，反應9天；（4）收集發酵液，提純得到l-丙氨酸。相對于現有技術，本發明提供的l-丙氨酸半連續發酵的方法，工藝簡單，綠色環保，省去了90%批次的發酵罐消毒處理的步驟，省時省力，能耗低，產量高。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明實施例提供一種l-丙氨酸半連續發酵的方法，至少包括如下步驟：（1）將搖瓶種子接種到種子罐，通入無菌壓縮空氣，35~38℃，培養4~7h，得到種子液；（2）提供120~180g/l葡萄糖與組分a，將所述葡萄糖與所述組分a在120~122℃分開進行消毒處理，冷卻至60℃以下后，將所述葡萄糖加入到組分a，得到培養基，其中，所述組分a包括：5~10g/l酵母浸提粉、5~10g/l蛋白胨、0.25~0.5g/l磷酸二氫鉀、0.2~0.6g/l硫酸鎂、1~2g/l磷酸銨、0.05~0.1g/l消泡劑；（3）用飽和水蒸氣對發酵罐進行120~122℃消毒處理，加入消毒后的培養基和種子液，所述培養基和種子液的體積比為20:1-4，用氨水或硫酸調節ph至7.0±0.2，通入無菌壓縮空氣，35~38℃，攪拌培養4~7h，停止通氣，繼續攪拌反應16~20h后，每隔4h排出反應體系體積25%的發酵液，同時加入最初反應體系體積20%的新鮮培養基；每隔8h接入最初反應體系體積10%的種子液，反應9天；（4）收集發酵液，提純得到l-丙氨酸。具體地，通入無菌壓縮空氣，在提供溶氧的同時，維持無菌環境；35~38℃，培養4~7h，使od600值達到30~40，接種量達到10%，得到所需的種子液。具體地，將葡萄糖與組分a，分別在120~122℃進行消毒處理，冷卻至60℃以下，將葡萄糖加入到組分a，是為了防止在60℃以上，葡萄糖與組分a中的組分發生化學反應。具體地，通入無菌壓縮空氣，在提供溶氧的同時，維持無菌環境；攪拌培養4~7h，使od值達到10~15；停止通氣，是進入了厭氧階段。具體地，收集9天內排出的所有發酵液，進過系列的提純處理得到l-丙氨酸。下面對上述制備方法做進一步的解釋說明：優選地，步驟（1）中，通入無菌壓縮空氣量為1:0.4~1.5vvm，在提供溶氧的同時，維持無菌環境。優選地，葡萄糖與組分a均為水溶液，綠色環保。優選地，消泡劑為泡敵，具有無毒高效、耐高溫、抑泡時間長特點，可滿足整個發酵過程消泡要求。優選地，消毒處理時間為20~25min，確保消毒徹底的同時，降低能耗。優選地，步驟（3）中，消毒后的培養基為3.6t，種子液為180-720l；通入無菌壓縮空氣量為1:0.5~1.0vvm，在提供溶氧的同時，維持無菌環境。優選地，攪拌培養的攪拌速度為150~200rpm，快速達到培養所需的溶氧量。優選地，攪拌反應的攪拌速度為50~100rpm，使反應體系攪拌均勻。本方法工藝簡單，綠色環保，省去了90%批次的發酵罐消毒處理的步驟，省時省力，能耗低，產量高。為了更好的說明本發明實施例提供的l-丙氨酸半連續發酵的方法，下面通過實施例做進一步的舉例說明。實施例1一種l-丙氨酸半連續發酵的方法，包括如下步驟：（1）將搖瓶種子接種到800l種子罐，通入無菌壓縮空氣1：1vvm，37℃，培養6h，od600值為35，得到種子液；（2）將120g/l葡萄糖與組分a：10g/l酵母浸提粉、8g/l蛋白胨、0.25g/l磷酸二氫鉀、0.6g/l硫酸鎂、2g/l磷酸銨、0.05g/l泡敵，分別在120~122℃進行消毒處理，冷卻至60℃以下，將葡萄糖加入到組分a，得到培養基：（3）用飽和水蒸氣對5t發酵罐進行120-122℃消毒處理20min，加入消毒后的培養基3.6t，種子液400l，用氨水調節ph至6.8，通入無菌壓縮空氣1：1.0vvm，35℃，以150rpm攪拌培養7h，od值達到12，停止通氣，以50rpm繼續攪拌反應20h后，每隔4h排出反應體系體積25%的發酵液，同時加入最初反應體系體積20%的新鮮培養基；每隔8h接入最初反應體系體積10%的種子液，反應9天；（4）收集發酵液，提純得到l-丙氨酸。實施例2一種l-丙氨酸半連續發酵的方法，包括如下步驟：（1）將搖瓶種子接種到800l種子罐，通入無菌壓縮空氣1：1.5vvm，38℃，培養7h，od600值為40，得到種子液；（2）將180g/l葡萄糖與組分a：8g/l酵母浸提粉、5g/l蛋白胨、0.5g/l磷酸二氫鉀、0.5g/l硫酸鎂、1.5g/l磷酸銨、0.1g/l泡敵，分別在120~122℃進行消毒處理，冷卻至60℃以下，將葡萄糖加入到組分a，得到培養基：（3）用飽和水蒸氣對5t發酵罐進行120-122℃消毒處理23min，加入消毒后的培養基3.6t，種子液180l，用氨水調節ph至7，通入無菌壓縮空氣1：0.7vvm，36℃，以200rpm攪拌培養4h，od值達到10，停止通氣，以100rpm繼續攪拌反:16h后，每隔4h排出反應體系體積25%的發酵液，同時加入最初反應體系體積20%的新鮮培養基；每隔8h接入最初反應體系體積10%的種子液，反應9天；（4）收集發酵液，提純得到l-丙氨酸。實施例3一種l-丙氨酸半連續發酵的方法，包括如下步驟：（1）將搖瓶種子接種到800l種子罐，通入無菌壓縮空氣1：0.4vvm，35℃，培養4h，od600值為30，得到種子液；（2）將150g/l葡萄糖與組分a：5g/l酵母浸提粉、10g/l蛋白胨、0.3g/l磷酸二氫鉀、0.2g/l硫酸鎂、2g/l磷酸銨、0.06g/l泡敵，分別在120~122℃進行消毒處理，冷卻至60℃以下，將葡萄糖加入到組分a，得到培養基：（3）用飽和水蒸氣對5t發酵罐進行120-122℃消毒處理25min，加入消毒后的培養基3.6t，種子液720l，用硫酸調節ph至7.2，通入無菌壓縮空氣1：0.5vvm，38℃，以180rpm攪拌培養5h，od值達到15，停止通氣，以80rpm繼續攪拌反應18h后，每隔4h排出反應體系體積25%的發酵液，同時加入最初反應體系體積20%的新鮮培養基；每隔8h接入最初反應體系體積10%的種子液，反應9天；（4）收集發酵液，提純得到l-丙氨酸。為了更好的說明本發明實施例提供的一種l-丙氨酸半連續發酵的方法的特性，下面將實施例1、2、3制備的l-丙氨酸的產量與分批次發酵（對比例）所得l-丙氨酸的產量進行了對比，結果如表1所示。表1對比項目實施例1實施例2實施例3對比例產量（噸）43.83.91.5以10批次分批發酵產量計，將實施例1、2、3制備l-丙氨酸所消耗的蒸汽量與分批次發酵（對比例）所消耗的蒸汽量進行了對比，結果如表2所示。表2對比項目實施例1實施例2實施例3對比例消耗蒸汽（噸）20222132由以上數據可得，本發明所提供的l-丙氨酸半連續發酵的方法，具有節約能耗，產量高的優點，節約能耗10-12噸，產量提高2.3-2.5噸。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁12