提高L-谷氨酸产量的后期发酵工艺参数研究.doc

提高L-谷氨酸产量的后期发酵工艺参数研究 张华 摘要：以谷氨酸生产菌S9114为供试菌株，利用50m3发酵罐研究了L-谷氨酸的发酵过程，确定发酵后期产酸速率过低是影响L-谷氨酸产量的主要原因。设计实验优化发酵的工艺参数以提高L-谷氨酸后期发酵的比产酸速率，结果表明：采用溶氧控制的葡萄糖流加方式，控制发酵后期的pH，在发酵的适当时期流加一定量的生物素和KCI等措施可有效提高L-谷氨酸的后期产酸水平。在最优条件下，单罐最高产量可达148g/L，糖酸转化率为60.5%。 关键词：L-谷氨酸；生物素；流加方式 Optimization of Culture condition for the Anaphase Biosynthesis of L-Glutamic Acid by Brevibacterium tianjinese S9114 Abstract: The process of L-Glutamic Acid fermentation was investigated and the main effect factor of anaphase L-glutamic acid production were determined. Higher L-glutamic acid production was obtained when fermentation condition was optimized. The results showed that DO-control pulse fed-batch, feeding of 2μg/L biotin and 3g/L KCL Were good to L-glutamic acid. Under optimal condition, Glutamic acid production reached 148g/L and yield of glutamic acid to glucose reached 60.5%. Keywords: L-glutamic acid; biotin; feed models 中图分类号 TQ922 文献标识码 A L-谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，参与脑蛋白质代谢与糖代谢，能促进氧化过程，改善中枢神经系统，还可用于治疗胃酸不足和胃酸过少症，在医药、食品及化工等行业有着广泛的应用[1]。近年来我国谷氨酸产业发展十分迅速，据行业统计，目前全国谷氨酸产量将近160万 t，居世界第一位，但生产工艺同世界先进水平相比仍有一定差距。特别由于国内近几年的盲目建设和过度竞争，谷氨酸生产的利润已相对微薄，生产水平的高低将直接关乎生产企业的生存问题[2]。国内厂家大多采用生物素缺陷型菌株 ,以玉米淀粉酶解的葡萄糖液为原料发酵生产谷氨酸 , 产酸水平一般为90-120g/L左右，糖酸转化率为59-61%左右，和生物素亚适量工艺的高产酸水平140g/L相比还有很大提高的空间[3-4]。多批次发酵实验显示，谷氨酸生产菌在发酵后期特别是28h后酶活力下降，比产酸速率较低，严重影响了谷氨酸的最终产量。本文将具体分析影响L-谷氨酸后期发酵的主要因素，考察补糖方式、pH、生物素及KCI等因素对发酵后期产酸的影响，确定提高后期产酸的最佳工艺条件。 1 材料与方法 1.1 菌种与设备 谷氨酸生产菌S9114 5m3种子罐，50m3发酵罐：鄄城菱花味精股份公司 1.2 培养基 种子培养基（g/L）：葡萄糖 25，玉米浆 30，K2HPO4 1.5，MgSO4 0.5，尿素 5 pH值7.0～7.2。 发酵培养基（g/L）：葡萄糖 140, 糖蜜 2.0，Na2HPO4 1.0， KCl 1.2，MgSO4 0.8，MnSO4 2mg， FeSO4 2mg，VB1 0.2mg，pH 7.0～7.2。 1.3 培养方法 一级种子培养：将斜面菌种接入装有 500mL种子培养基的5L抽滤瓶中，放在冲程为8cm的往复式摇瓶柜上培养，转速为 96r／min，温度 32℃，培养8h。 二级种子培养： 按1%的接种量接入摇瓶种子，转速为180r/min,温度为32℃，用氨水控制pH在7.0左右，培养7-9h。 发酵罐培养：按10%的接种量接入种子液，转速为140 r/min，温度控制在34-40℃之间，通气量为0.4vvm，流加液氨控制pH在7.0-7.2之间，控制发酵周期在36h内。 1.4 分析方法 1.4.1．菌浓测定：吸取样品菌液，用蒸馏水稀释一定倍数，以蒸馏水作为空白对照，采用752分光光度计于1cm光程测定OD620nm。 1.4.2．还原糖：采用3，5-二硝基水杨酸法[5]。 1.4.3. 氨基酸含量