一種高產(chǎn)酸量l-精氨酸發(fā)酵過程的調(diào)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高產(chǎn)酸量L-精氨酸發(fā)酵過程的 調(diào)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 20世紀(jì)40年代，營(yíng)養(yǎng)學(xué)家把氨基酸劃分為必需氨基酸和非必需氨基時(shí)認(rèn)為，L-精 氨酸對(duì)于成年人和動(dòng)物來(lái)說是非必需氨基酸，故未被列入必需氨基酸。后來(lái)發(fā)現(xiàn)它在嬰兒 和幼齡動(dòng)物中自身合成不足，因而現(xiàn)稱為半必需氨基酸。到了 20世紀(jì)80年代，通過飼養(yǎng)業(yè) 氨基酸添加劑的廣泛應(yīng)用和深入研宄，發(fā)現(xiàn)對(duì)于小雞和魚類等水產(chǎn)動(dòng)物來(lái)說，L-精氨酸是 必需氨基酸。
[0003]目前L-精氨酸的生產(chǎn)方法主要有水解法和發(fā)酵法。
[0004] 豬毛、蹄甲、血粉、明膠、魚精蛋白、小雜魚等都含有豐富的L-精氨酸，可作為原料 經(jīng)酸水解、分離制備L-精氨酸。人發(fā)蛋白中L-精氨酸的含量在8. 7%，豬血蛋白水解物中 L-精氨酸的含量為44. 42mg/100mL，占總氨基酸含量的5. 81 %。我國(guó)人發(fā)渣量每年達(dá)到10 萬(wàn)噸以上，豬毛渣量也達(dá)到7. 5萬(wàn)噸以上，豬血粉數(shù)量未見報(bào)道，但是數(shù)量也不會(huì)少，因此 水解法生產(chǎn)氨基酸的原料是豐富的，但是由于存在嚴(yán)重的環(huán)保問題而未能得到推廣。
[0005] 國(guó)內(nèi)外精氨酸發(fā)酵的研宄進(jìn)展：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高產(chǎn)酸量L-精氨酸發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征是：在使用黃色短桿菌為種 子發(fā)酵生產(chǎn)L-精氨酸的過程中，采用FPC型集散控制系統(tǒng)在線控制發(fā)酵過程中的溫度、攪 拌速度、罐壓以及發(fā)酵不同階段的PH值、溶氧量，并定時(shí)取樣測(cè)定發(fā)酵過程中菌體細(xì)胞濃 度、底物濃度以及產(chǎn)物生成量，在糖濃度低于臨界值時(shí)流加補(bǔ)糖。
2. 按照權(quán)利要求1所述的高產(chǎn)酸量L-精氨酸發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征是：在發(fā)酵 過程中，控制培養(yǎng)溫度在30-32°C，罐壓在0. 05-0. 06MPa，攪拌轉(zhuǎn)速在200-250rpm。
3. 按照權(quán)利要求1所述的高產(chǎn)酸量L-精氨酸發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征是：在發(fā)酵 過程中，發(fā)酵前期，OD在0.8以內(nèi)時(shí)，控制PH6. 8-6. 9;發(fā)酵中后期，OD在0.8以上時(shí)，控制 PH6. 5-6. 6。
4. 按照權(quán)利要求1所述的高產(chǎn)酸量L-精氨酸發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征是：在發(fā)酵 過程中，發(fā)酵前期，OD在0. 8以內(nèi)時(shí)，控制溶氧在20-30% ;發(fā)酵中后期，OD在0. 8以上時(shí)， 控制溶氧在10-20%。
5. 按照權(quán)利要求1所述的高產(chǎn)酸量L-精氨酸發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征是：所述在 糖濃度低于臨界值時(shí)流加補(bǔ)糖是指當(dāng)糖濃度降至2%以下，采用連續(xù)流加的方法補(bǔ)糖，控制 糖濃度在1-2%。
6. 按照權(quán)利要求1所述的高產(chǎn)酸量L-精氨酸發(fā)酵過程的調(diào)控方法，其特征是：補(bǔ)糖主 要是補(bǔ)充匍萄糖，適當(dāng)添加糖蜜和生物素，糖濃度在40-50%，補(bǔ)料體積在25-30%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高產(chǎn)酸量L-精氨酸發(fā)酵過程的調(diào)控方法，該方法在使用黃色短桿菌為種子發(fā)酵生產(chǎn)L-精氨酸的過程中，采用FPC型集散控制系統(tǒng)在線控制發(fā)酵過程中的溫度、攪拌速度、罐壓以及發(fā)酵不同階段的PH值、溶氧量，并定時(shí)取樣測(cè)定發(fā)酵過程中菌體細(xì)胞濃度、底物濃度以及產(chǎn)物生成量，在糖濃度低于臨界值時(shí)流加補(bǔ)糖。本發(fā)明采用集散控制系統(tǒng)進(jìn)行生化過程自動(dòng)控制具有簡(jiǎn)單、可靠、高性能的特點(diǎn)，通過發(fā)酵過程的優(yōu)化控制，L-精氨酸的產(chǎn)酸水平提高了15-20%，發(fā)酵周期縮短至76-86h，發(fā)酵罐的下罐體積由70%提高至80%以上，并且穩(wěn)定性很高。<u/>
【IPC分類】C12P13-10, C12R1-13, C12Q3-00
【公開號(hào)】CN104818346
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510211512
【發(fā)明人】王唐, 高建濤, 陳桃生, 廖飛, 徐振華, 仇俊鵬
【申請(qǐng)人】寧夏誠(chéng)志萬(wàn)勝生物工程有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日