本發(fā)明涉及工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基及蘇氨酸清潔生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

蘇氨酸化學(xué)名稱為α-氨基-β-羥基丁酸，是人體必需的氨基酸之一，人體自身不能合成，必需從食物中攝取，它作為食品及飼料添加劑廣泛應(yīng)用于飼料、保健食品和醫(yī)藥工業(yè)。蘇氨酸的生產(chǎn)方法有蛋白質(zhì)水解法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法。蛋白質(zhì)水解法和化學(xué)合成法因其存在種種弊端，工業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)基本不再使用。直接發(fā)酵法以其生產(chǎn)成本低、資源節(jié)約、環(huán)境污染小等優(yōu)點逐漸成為工業(yè)化生產(chǎn)蘇氨酸的主要方式。

利用直接發(fā)酵法生產(chǎn)蘇氨酸時，傳統(tǒng)發(fā)酵培養(yǎng)基中含玉米漿、酵母粉，其成分復(fù)雜，會使發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量泡沫，影響氧傳遞，且其中含有色素等雜質(zhì)，使得后期蘇氨酸提取過程中濃縮倍數(shù)小，提取收率和糖酸轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)品色澤與質(zhì)量差，而且剩余大量母液。

現(xiàn)有的蘇氨酸母液處理方法有：(1)直接進入污水處理系統(tǒng)，這將導(dǎo)致蘇氨酸的提取收率低；(2)通過離交系統(tǒng)除雜后采用濃縮結(jié)晶工藝，再次提取蘇氨酸，該方法會提高蘇氨酸收率，但會消耗大量液氨和硫酸，使生產(chǎn)成本增大；(3)采用比較先進的色譜分離方法，該方法也能達到高收率，但色譜分離一次性投資較大，成本回收期較長，同時該方法需要對原料進行預(yù)處理，將消耗大量的去離子水，且獲得的提取液蘇氨酸含量低，濃縮過程中會消耗大量的能源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種利用上述發(fā)酵培養(yǎng)基的蘇氨酸清潔生產(chǎn)工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基，包括：葡萄糖29.5-30.5g/l，mgso4·7h2o0.78-0.82g/l，feso4·7h2o4.9-5.1mg/l，生物素0.2mg/l，vb10.3mg/l，mnso4·h2o2.9-3.1mg/l，kh2po41.45-1.55g/l，檸檬酸1.9-2.1g/l，谷氨酸0.5g/l、賴氨酸0.5g/l，甘氨酸0.1g/l、酪氨酸0.1g/l、天冬氨酸0.1g/l、精氨酸0.1g/l、甲硫氨酸0.1g/l，鳥苷、肌苷、腺苷各0.1g/l，微量元素4.9-5.1ml/l，其余為去離子水，其中，所述微量元素中各元素終濃度為cocl2·6h2o1.37-1.43g/l、mnso4·h2o0.49-0.51g/l、cuso4·7h2o0.49-0.51g/l。

優(yōu)選的，上述蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基，包括：葡萄糖30g/l，mgso4·7h2o0.8g/l，feso4·7h2o5mg/l，生物素0.2mg/l，vb10.3mg/l，mnso4·h2o3mg/l，kh2po41.5g/l，檸檬酸2g/l，谷氨酸0.5g/l、賴氨酸0.5g/l，甘氨酸0.1g/l、酪氨酸0.1g/l、天冬氨酸0.1g/l、精氨酸0.1g/l、甲硫氨酸0.1g/l，鳥苷、肌苷、腺苷各0.1g/l，微量元素5ml/l，其余為去離子水，其中，所述微量元素中各元素終濃度為cocl2·6h2o1.4g/l、mnso4·h2o0.5g/l、cuso4·7h2o0.5g/l。

上述蘇氨酸清潔生產(chǎn)工藝，具體步驟如下：

(ⅰ)進行菌種培養(yǎng)，然后將得到的種子液接種到上述蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基中進行清液發(fā)酵，發(fā)酵過程中流加含有2g/l氯化膽堿的質(zhì)量濃度為800g/l的糖溶液，控制殘?zhí)琴|(zhì)量濃度為1％左右；

(ⅱ)發(fā)酵結(jié)束后，進行蘇氨酸的提?。?/p>

(1)發(fā)酵液80℃加熱5分鐘，調(diào)節(jié)ph為4.0，上陶瓷膜過濾；

(2)過濾后，加0.5％活性炭60℃脫色10min，真空抽濾除去活性炭得濾液；

(3)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濾液，濃縮體積至原液的1/8～1/7,降溫靜置結(jié)晶2h，結(jié)晶期間以120r/min的速度攪拌；

(4)真空抽濾除去母液得晶體；

(5)將母液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮體積至母液的1/4～1/5，降溫靜置結(jié)晶2h，結(jié)晶期間以60r/min的速度攪拌；

(6)真空抽濾除去母液得蘇氨酸晶體。

優(yōu)選的，上述蘇氨酸清潔生產(chǎn)工藝，所述步驟(ⅱ)(1)中陶瓷膜的孔徑為50nm。

優(yōu)選的，上述蘇氨酸清潔生產(chǎn)工藝，在所述步驟(ⅱ)(6)最終剩余的母液中流加1g/lkh2po4，培養(yǎng)飼用酵母，用于飼料使用。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)有如下有益效果：

上述蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基，與傳統(tǒng)工藝相比，不添加玉米漿、酵母粉，而是利用了各類氨基酸、核苷及微量元素的協(xié)同作用進行發(fā)酵，發(fā)酵過程中泡沫減少，泡敵使用量減少，攪拌輸出功率增大，發(fā)酵液中乙酸濃度從12g/l減少到3g/l，培養(yǎng)基中色素、灰分減少，提取過程中濃縮倍數(shù)增大，母液從原工藝的8％減少到3％，收率從82％提升到94％，糖酸轉(zhuǎn)化率從56％增加到59％，蘇氨酸發(fā)酵26h產(chǎn)量達128.6g/l，產(chǎn)品純度大于99.2％，且產(chǎn)品色澤及質(zhì)量大大提高；在最終剩余的母液中流加少量磷鹽，培養(yǎng)飼用酵母，減少了廢液排放，減輕了污水處理負擔(dān)，實現(xiàn)了資源綜合利用，擁有巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益；所述蘇氨酸清潔生產(chǎn)工藝通過改變發(fā)酵培養(yǎng)基，進行蘇氨酸清液發(fā)酵，來提高糖酸轉(zhuǎn)化率和提取收率，達到蘇氨酸清潔生產(chǎn)的目的，整個工藝過程操作簡單，成本較低，十分適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式

下面通過具體實施實例對本發(fā)明做進一步說明：

實施例1

一種蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基，包括：葡萄糖30g/l，mgso4·7h2o0.8g/l，feso4·7h2o5mg/l，生物素0.2mg/l，vb10.3mg/l，mnso4·h2o3mg/l，kh2po41.5g/l，檸檬酸2g/l，谷氨酸、賴氨酸各0.5g/l，甘氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、精氨酸、甲硫氨酸各0.1g/l，鳥苷、肌苷、腺苷各0.1g/l，微量元素5ml/l(培養(yǎng)基中微量元素的終濃度為cocl2·6h2o1.4g/l、mnso4·h2o0.5g/l、cuso4·7h2o0.5g/l)，其余為去離子水。

上述蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基的制備方法為：按葡萄糖30g/l，mgso4·7h2o0.8g/l，feso4·7h2o5mg/l，生物素0.2mg/l，vb10.3mg/l，mnso4·h2o3mg/l，kh2po41.5g/l，檸檬酸2g/l，谷氨酸、賴氨酸各0.5g/l，甘氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、精氨酸、甲硫氨酸各0.1g/l，鳥苷、肌苷、腺苷各0.1g/l，微量元素5ml/l的使用量將各組分溶于去離子水中即得。

實施例2

一種蘇氨酸清潔生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

(ⅰ)將大腸桿菌蘇氨酸生產(chǎn)菌種(購于天津科技大學(xué)菌種保藏管理中心)接入5l種子罐中，控制溫度37℃、ph7.0、溶氧20％-30％，培養(yǎng)至對數(shù)生長期后，按15％的接種量接入30l自動控制發(fā)酵罐中進行清液發(fā)酵，發(fā)酵培養(yǎng)基為實施例1所述蘇氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基，發(fā)酵過程中控制溫度37℃，通過調(diào)節(jié)通風(fēng)和攪拌轉(zhuǎn)速來控制溶氧水平在25％-35％，通過流加氨水控制發(fā)酵液ph6.7-7.0，通過流加適量泡敵消泡，并通過流加含有2g/l氯化膽堿的質(zhì)量濃度為800g/l的糖溶液，控制殘?zhí)琴|(zhì)量濃度為1％左右，發(fā)酵至28h結(jié)束；放罐時蘇氨酸產(chǎn)量為128.6g/l，糖酸轉(zhuǎn)化率為59％，乙酸含量為3g/l，與傳統(tǒng)工藝(蘇氨酸產(chǎn)量為120g/l，糖酸轉(zhuǎn)化率為56％，乙酸含量12g/l)相比，產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化率分別提高了7.2％和5.4％，乙酸減少了75％(采用高效液相色譜法測定)。

(ⅱ)發(fā)酵結(jié)束后，進行蘇氨酸的提?。?/p>

(1)發(fā)酵液80℃加熱5分鐘，調(diào)節(jié)ph為4.0，上陶瓷膜(膜孔徑在50nm)過濾；

(2)過濾后，加0.5％活性炭60℃脫色10min，真空抽濾除去活性炭得濾液；

(3)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，濃縮體積至原液的1/7,降溫靜置結(jié)晶2h，結(jié)晶期間以每分鐘120轉(zhuǎn)的速度攪拌；

(4)真空抽濾除去母液得晶體；

(5)將母液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮體積至母液的1/4，降溫靜置結(jié)晶2h，結(jié)晶期間以60r/min的速度攪拌；

(6)真空抽濾除去母液得蘇氨酸晶體。

通過計算得到蘇氨酸收率為94％，母液剩余3％，與傳統(tǒng)工藝(蘇氨酸收率82％，母液剩余8％)相比，收率提高了14.6％，母液減少了62.5％，產(chǎn)品純度達99.2％(采用2，4-二硝基氟苯柱前衍生高效液相色譜法)。

(ⅲ)在最終剩余的母液中流加1g/lkh2po4，培養(yǎng)飼用酵母，用于飼料使用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。