一種L‑丙氨酸高密度菌液培養基及其培養方法與流程
2024-03-27 21:51:05
本發明涉及發酵工程
技術領域：
，尤其涉及一種l-丙氨酸高密度菌液培養基及其培養方法。
背景技術：
：l-丙氨酸在食品和醫藥領域有著廣泛的用途。在食品領域，l-丙氨酸的添加劑可明顯提高食品及飲料中蛋白質利用率，食用後能迅速恢復疲勞，振奮精神。l-丙氨酸可提高醃製食品的醃製效果並改善風味，提高含醇飲料的質量等。l-丙氨酸具有獨特的改善風味效果，它與其他胺基酸配合能加強食品、飲料風味。它還可以改善有機酸的酸奶，添加後能使有機酸更接近天然果酸的酸味。在醫療領域，l-丙氨酸是合成維生素b6的重要原料，同時也是營養劑補糖胺基酸營養輸液的主要成分。l-丙氨酸還是一種很好的利尿藥。目前，l-丙氨酸可以採用化學合成法、酶法和發酵法生產。化學合成法是化工行業生產各種胺基酸的常見辦法，但是合成的產品質量差、回收率地、成本高和環境汙染等，因此化學和長發基本處於淘汰邊緣。酶法轉化，即通過富有l-天冬氨酸-β-脫羧酶活力的微生物細胞催化l-天冬氨酸而得到，這種轉化方法由於其原材料l-天冬氨酸價格較貴，使該方法的生產成本較高。技術實現要素：針對現有l-丙氨酸合成生產成本高等問題，本發明提供一種l-丙氨酸高密度菌液培養基及其培養方法。為達到上述發明目的，本發明實施例採用了如下的技術方案：一種l-丙氨酸高密度菌液培養基，所述培養基包括第一原料和第二原料，所述第一原料包括如下重量份數的下列組分：甘油1-10份，酵母粉10-30份，大豆蛋白腖5-15份，麥芽汁1-10份，磷酸銨1-5份，磷酸二氫鉀1-5份，三水磷酸氫二鉀3-15份，氯化鈉1-5份；所述第二原料包括20-40ppm的六水氯化鈷，2-4ppm的一水硫酸錳，20-40ppm的二水鉬酸鈉。培養基中營養物質濃度合適時大腸桿菌才能生長良好，營養物質濃度過低時不能滿足大腸桿菌正常生長所需，濃度過高時則可能對大腸桿菌生長起抑制作用，例如高濃度糖類物質、無機鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進微生物的生長，反而起到抑菌或殺菌作用。另外，培養基中各營養物質之間的濃度配比也直接影響微生物的生長繁殖和(或)代謝產物的形成和積累，其中碳氮比(c/n)的影響較大。本發明提出的l-丙氨酸高密度菌液培養基，具有合適的營養物質濃度，合適的碳氮比，有助於大腸桿菌的大量繁殖。一種l-丙氨酸高密度菌液培養方法，所述培養方法至少包括以下步驟：步驟1、按照如權利要求1或2所述l-丙氨酸高密度菌液培養基的原料配方稱取各組分，將各組分溶解於水中，調節ph為7.0-7.2，得到培養基；步驟2、將培養基分裝後進行消毒滅菌；步驟3、在所述培養基中接入菌種，進行搖瓶培養，其中，所述菌種的接入量為所述培養基總重的0.1%；步驟4、培養完畢後，得到種子液，經放大發酵處理得到l-丙氨酸高密度菌液，所述放大發酵的時間為24-28h。相對於現有技術，採用本發明提供的l-丙氨酸高密度菌液培養基及其培養方法，搖瓶種子od600值增長84%，發酵周期縮短20h，l-丙氨酸產量提高52%，降低生產成本。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，並不用於限定本發明。本發明實施例提供一種l-丙氨酸高密度菌液培養基，所述培養基包括第一原料和第二原料，所述第一原料包括如下重量份數的下列組分：甘油1-10份，酵母粉10-30份，大豆蛋白腖5-15份，麥芽汁1-10份，磷酸銨1-5份，磷酸二氫鉀1-5份，三水磷酸氫二鉀3-15份，氯化鈉1-5份；所述第二原料包括20-40ppm的六水氯化鈷，2-4ppm的一水硫酸錳，20-40ppm的二水鉬酸鈉。優選地，所述麥芽汁的質量濃度為12-17%。一種l-丙氨酸高密度菌液培養方法，所述培養方法至少包括以下步驟：步驟1、按照如權利要求1或2所述l-丙氨酸高密度菌液培養基的原料配方稱取各組分，將各組分溶解於水中，調節ph為7.0-7.2，得到培養基；步驟2、將培養基分裝後進行消毒滅菌；步驟3、在所述培養基中接入菌種，進行搖瓶培養，其中，所述菌種的接入量為所述培養基總重的0.1%；步驟4、培養完畢後，得到種子液，經放大發酵處理得到l-丙氨酸高密度菌液，所述放大發酵的時間為24-28h。優選地，所述步驟3中菌種培養條件為：培養溫度為35-38℃，搖瓶轉速為200-220rpm。優選地，所述放大發酵前，還包括對所述種子液進行檢測，檢測標準滿足：ph值為6.8-7.4，od600值為18-30，鏡檢無菌。od600指的是某種溶液在600nm波長處的吸光值，吸光值正比於溶液中的吸光物質的濃度，即od600數值越高，表明搖瓶種子的濃度越高。優選地，所述菌種為大腸桿菌。優選地，所述步驟2中，消毒滅菌條件為：溫度120-122℃，時間20-30min。優選地，採用20wt%的氫氧化鈉調節所述培養基的ph。為了更好的說明本發明實施例提供的，下面通過實施例做進一步的舉例說明。實施例1本實施例提供的一種l-丙氨酸高密度菌液培養基，所述培養基包括第一原料和第二原料，所述第一原料包括如下重量份數的下列組分：甘油：1份，酵母粉：10份，大豆蛋白腖：8份，15wt%麥芽汁：1份，磷酸銨：5份，磷酸二氫鉀：5份，三水磷酸氫二鉀：5份，氯化鈉：4份；所述第二原料包括40ppm的六水氯化鈷，2ppm的一水硫酸錳，32ppm的二水鉬酸鈉。本實施例提供的l-丙氨酸高密度菌液培養方法，包括以下步驟：步驟1、按照上述l-丙氨酸高密度菌液培養基的原料配方稱取各組分，將各組分加入到1l的容器中，以水定容到1l，調節ph為7.0-7.2，得到培養基；步驟2、將培養基分成10份分別置於容積為1l的搖瓶中，每份100ml，以8層紗及牛皮紙對搖瓶封口，在121℃下進行消毒滅菌30min；步驟3、在所述培養基中接入菌種，進行搖瓶培養，培養條件為搖瓶轉速220rpm，溫度36℃，時間8h；其中，所述菌種的接入量為所述培養基總重的0.1%；步驟4、培養完畢後，得到種子液，經5升發酵罐放大發酵處理得到l-丙氨酸高密度菌液，所述放大發酵的時間為28h。所述放大發酵前，還包括對所述種子液進行檢測，檢測標準滿足：ph值為7.0，od600值為21.24，鏡檢無菌，放大發酵得到的l-丙氨酸產量為85.8g/l。實施例2本實施例提供的一種l-丙氨酸高密度菌液培養基，所述培養基包括第一原料和第二原料，所述第一原料包括如下重量份數的下列組分：甘油：2份，酵母粉：5份，大豆蛋白腖：13份，15wt%麥芽汁：10份，磷酸銨：2份，磷酸二氫鉀：5份，三水磷酸氫二鉀：7份，氯化鈉：3份；所述第二原料包括六水氯化鈷：20ppm，一水硫酸錳：4ppm，二水鉬酸鈉40ppm。本實施例提供的l-丙氨酸高密度菌液培養方法，包括以下步驟：步驟1、按照上述l-丙氨酸高密度菌液培養基的原料配方稱取各組分，將各組分加入到1l的容器中，以水定容到1l，調節ph為7.0-7.2，得到培養基；步驟2、將培養基分成10份分別置於容積為1l的搖瓶中，每份100ml，以8層紗及牛皮紙對搖瓶封口，在122℃下進行消毒滅菌30min；步驟3、在所述培養基中接入菌種，進行搖瓶培養，培養條件為搖瓶轉速220rpm，溫度37℃，時間8h；其中，所述菌種的接入量為所述培養基總重的0.1%；步驟4、培養完畢後，得到種子液，經5升發酵罐放大發酵處理得到l-丙氨酸高密度菌液，所述放大發酵的時間為28h。所述放大發酵前，還包括對所述種子液進行檢測，檢測標準滿足：ph值為7.2，od600值為22.86，鏡檢無菌，放大發酵得到的l-丙氨酸產量為98g/l。實施例3本實施例提供的一種l-丙氨酸高密度菌液培養基，所述培養基包括第一原料和第二原料，所述第一原料包括如下重量份數的下列組分：甘油：4份，酵母粉：10份，大豆蛋白腖：6份，15wt%麥芽汁：5份，磷酸銨：4份，磷酸二氫鉀：2份，三水磷酸氫二鉀：4份，氯化鈉：5份；所述第二原料包括六水氯化鈷：30ppm，一水硫酸錳：3ppm，二水鉬酸鈉30ppm。本實施例提供的l-丙氨酸高密度菌液培養方法，包括以下步驟：步驟1、按照上述l-丙氨酸高密度菌液培養基的原料配方稱取各組分，將各組分加入到1l的容器中，以水定容到1l，調節ph為7.0-7.2，得到培養基；步驟2、將培養基分成10份分別置於容積為1l的搖瓶中，每份100ml，以8層紗及牛皮紙對搖瓶封口，在120℃下進行消毒滅菌30min；步驟3、在所述培養基中接入菌種，進行搖瓶培養，培養條件為搖瓶轉速220rpm，溫度35℃，時間8h；其中，所述菌種的接入量為所述培養基總重的0.1%；步驟4、培養完畢後，得到種子液，經5升發酵罐放大發酵處理得到l-丙氨酸高密度菌液，所述放大發酵的時間為28h。所述放大發酵前，還包括對所述種子液進行檢測，檢測標準滿足：ph值為7.2，od600值為27.56，鏡檢無菌，放大發酵得到的l-丙氨酸產量為122.89g/l。為了更好的說明本發明的技術方案，下面還通過對比例和本發明的實施例做進一步的對比。對比例1本對比例1提供採用原始種子培養基，培養方法與本實施例提供的方法一致。培養結果為搖瓶種子培養8h的od600為4.36，經5升發酵罐放大發酵48h，l-丙氨酸產量為57.8g/l。將上述實施例1-3與對比例1的培養結果列表如下。表1實施例1-3與對比例1的培養結果 od600發酵周期產量（g/l）實施例121.242885.8實施例222.862898.84實施例327.5628122.89對比例14.364857.8採用本方案的培養基，經過搖瓶培養，經放大發酵處理得到l-丙氨酸高密度菌液，由表1可以得出，搖瓶種子od600值增長84%，發酵周期縮短20h，l-丙氨酸產量提高52%，降低生產成本。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，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範圍之內。當前第1頁12