本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种用于产L-异亮氨酸的谷氨酸棒杆菌发酵培养基及培养方法。
背景技术：
：近年来，随着L-异亮氨酸在医药保健、食品加工饲料工业中的应用研究不断深入，市场对L-异亮氨酸的需求在不断生长。L-异亮氨酸虽已实现工业化生产，但目前产量仍不能满足需要。目前，我国L-异亮氨酸的需求缺口较大，并且年需量逐年增加。我国的L-异亮氨酸生产面临产酸低、糖酸转化率低、提取率低等诸多问题。我国L-异亮氨酸产酸水平为25-30g/L，提取率为65-70％，国内最高糖酸转化率为18-20％，普遍糖酸转化率在15％左右。江南大学2014年申请专利CN104480057A中，糖酸转化率仅为12.4％；天津科技大学2015年申请专利CN104878051A专利中5L发酵罐产酸为40.05g/L,糖酸转化率为18.7％；而日本L-异亮氨酸产酸水平为30-35g/L，提取率为70-75％(李静等，CN104450815A，2014)。日本味之素据报道L-异亮氨酸产酸水平3.5％，提取率在70％(冯珍全等，L-异亮氨酸的应用现状及其前景展望，2013)。近年来原材料上涨和劳动成本提高都为生产L-异亮氨酸带来挑战。技术实现要素：本发明的目的是针对目前L-异亮氨酸生产效率低下的现状，提供一种用于产L-异亮氨酸的谷氨酸棒杆菌发酵培养基及培养方法，采用该发酵培养基及培养方法，能大幅提高糖酸转化率，从而提高生产效率。本发明提供的产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌发酵培养基，包括基础培养基和生长因子，所述生长因子由胆碱、甜菜碱和维生素B6组成，各成分占发酵培养基的含量为胆碱0.2-1g/L，甜菜碱0.25-0.5mg/L，维生素B60.05-0.3mg/L。优选地，所述基础培养基由以下成分组成，各成分占发酵培养基的含量为：玉米浆15-25ml/L，葡萄糖240-300g/L，尿素20-25g/L，磷酸氢二钾0.4-0.8g/L，硫酸镁0.6-0.8g/L，维生素B10.2-0.4mg/L，硫酸亚铁0.015-0.03mg/L，玉米油1-5ml/L，丝肽粉2-4g/L，消泡剂30-50ml/L。进一步优选地，各成分占发酵培养基的含量为：玉米浆15ml/L，葡萄糖240g/L，尿素25g/L，磷酸氢二钾0.4g/L，硫酸镁0.6g/L，维生素B10.3mg/L，硫酸亚铁0.015mg/L，玉米油1ml/L，甜菜碱0.3mg/L，丝肽粉3g/L，维生素B60.3mg/L，胆碱0.5g/L，消泡剂34ml/L。本发明提供的产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌发酵培养方法是：将产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌接种到所述的发酵培养基中，菌液体积占发酵培养基体积的5-20％，氨水调节pH至6.5-7，溶氧控制在30-50％，发酵至25-30h；然后将溶氧降低到15-25％，并向发酵液中流加50-80％葡萄糖溶液控制残糖为3-4％，继续发酵至60-70小时，终止发酵，整个发酵过程的温度控制在29-33℃。优选地发酵培养方法是：将产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌接种到如权利要求1-3任何一项所述的发酵培养基中，菌液体积占发酵培养基体积的10％，氨水调节pH至6.8，溶氧控制在30％，发酵至26h；然后将溶氧降低到20％，并向发酵液中流加80％葡萄糖溶液控制残糖为3.5％，继续发酵至70小时，终止发酵，整个发酵过程的温度控制在31℃。本发明的有益效果是：本发明通过向培养基中添加胆碱、甜菜碱、维生素B6，可以为谷氨酸棒杆菌提供生长因子、维持其细胞内外渗透压平衡、促进氨基酸的合成代谢，从而提高L-异亮氨酸的产量和糖酸转化率。本发明还具有生产效率高、生产周期短等优点。具体实施方式以下通过实施例对本发明进行详细地说明。实施例1一种产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌发酵培养基，它由基础培养基和生长因子组成，各组分在发酵培养基中的含量为：基础培养基：玉米浆15ml/L，葡萄糖240g/L，尿素25g/L，磷酸氢二钾0.4g/L，硫酸镁0.6g/L，维生素B10.3mg/L，硫酸亚铁0.015mg/L，玉米油1ml/L，丝肽粉3g/L，消泡剂34ml/L。生长因子：甜菜碱0.3mg/L、胆碱0.5g/L，维生素B60.3mg/L。混合后121℃灭菌25min。谷氨酸棒杆菌发酵培养方法：将谷氨酸棒杆菌接种到上述发酵培养基中，菌液体积占发酵培养基体积的10％，氨水调节pH至6.8，溶氧控制在30％(重量)，发酵26h；然后将溶氧降低到20％，并向发酵液中流加重量浓度为80％的葡萄糖溶液控制残糖为3.5％(重量含量)，继续发酵至70小时终止发酵，整个发酵过程的温度控制在31℃。实施例2一种产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌发酵培养基，它由基础培养基和生长因子组成，各组分在发酵培养基中的含量为：玉米浆15ml/L，葡萄糖300g/L，尿素20g/L，磷酸氢二钾0.4g/L，硫酸镁0.6g/L，维生素B10.4mg/L，硫酸亚铁0.03mg/L，玉米油5ml/L，丝肽粉2g/L，消泡剂50ml/L，胆碱0.8g/L，甜菜碱0.4mg/L，维生素B60.2mg/L。谷氨酸棒杆菌发酵培养方法：将谷氨酸棒杆菌接种到发酵培养基中，菌液体积占发酵培养基体积的5％，氨水调节pH至6.5，溶氧控制在30％，发酵25h；然后将溶氧降低到15％，并向发酵液中流加80％葡萄糖溶液控制残糖为3％，继续发酵至60小时终止发酵，整个发酵过程的温度控制在33℃。实施例3一种产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌发酵培养基，它由基础培养基和生长因子组成，各组分在发酵培养基中的含量为：玉米浆25ml/L，葡萄糖240g/L，尿素25g/L，磷酸氢二钾0.8g/L，硫酸镁0.8g/L，维生素B10.2mg/L，硫酸亚铁0.015mg/L，玉米油1ml/L，丝肽粉4g/L，消泡剂30ml/L，胆碱0.3g/L，甜菜碱0.5mg/L，维生素B60.1mg/L。谷氨酸棒杆菌发酵培养方法：将谷氨酸棒杆菌接种到发酵培养基中，菌液体积占发酵培养基体积的20％，氨水调节pH至7，溶氧控制在50％，发酵30h；然后将溶氧降低到25％，并向发酵液中流加50％葡萄糖溶液控制残糖为4％，继续发酵至70小时终止发酵，整个发酵过程的温度控制在29℃。实施例4一种产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌发酵培养基，它由基础培养基和生长因子组成，各组分在发酵培养基中的含量为：玉米浆20ml/L，葡萄糖260g/L，尿素23g/L，磷酸氢二钾0.6g/L，硫酸镁0.7g/L，维生素B10.3mg/L，硫酸亚铁0.02mg/L，玉米油3ml/L，丝肽粉3g/L，消泡剂40ml/L，胆碱0.6g/L，甜菜碱0.25mg/L，维生素B60.05mg/L。谷氨酸棒杆菌发酵培养方法：将谷氨酸棒杆菌接种到发酵培养基中，菌液体积占发酵培养基体积的15％，氨水调节pH至6.7，溶氧控制在40％，发酵28h；然后将溶氧降低到18％，并向发酵液中流加70％葡萄糖溶液控制残糖为3.8％，继续发酵至64小时终止发酵，整个发酵过程的温度控制在30℃。实施例5一种产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌发酵培养基，它由基础培养基和生长因子组成，各组分在发酵培养基中的含量为：玉米浆16ml/L，葡萄糖280g/L，尿素21g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，硫酸镁0.7g/L，维生素B10.3mg/L，硫酸亚铁0.02mg/L，玉米油2ml/L，丝肽粉3g/L，消泡剂40ml/L，胆碱0.4g/L，甜菜碱0.35mg/L，维生素B60.15mg/L。谷氨酸棒杆菌发酵培养方法：将谷氨酸棒杆菌接种到发酵培养基中，菌液体积占发酵培养基体积的12％，氨水调节pH至6.8，溶氧控制在30％，发酵27h；然后将溶氧降低到20％，并向发酵液中流加80％葡萄糖溶液控制残糖为3.5％，继续发酵至70小时终止发酵，整个发酵过程的温度控制在32℃。试验例对比例1玉米浆15ml/L，葡萄糖240g/L，尿素25g/L，磷酸氢二钾0.4g/L，硫酸镁0.6g/L，维生素B10.3mg/L，硫酸亚铁0.015mg/L，玉米油1ml/L，丝肽粉3g/L，消泡剂34ml/L。发酵培养方法与实施例1相同。对比例2在对比例1的基础上增加甜菜碱0.3mg/L。发酵培养方法与实施例1相同。对比例3在对比例1的基础上增加胆碱0.5g/L。发酵培养方法与实施例1相同。对比例4在对比例1的基础上增加维生素B60.3mg/L。发酵培养方法与实施例1相同。对发酵液中的L-异亮氨酸含量进行检测，计算L-异亮氨酸的产量，并根据培养基中的含糖量计算出糖酸转化率，结果见下表1。表1实施例1－5的产物含量和糖酸转化率L-异亮氨酸含量(g/L)糖酸转化率(％)实施例146.721.4实施例242.218.9实施例341.519.2实施例444.820.6实施例544.521.7对比例134.115.5对比例238.717.9对比例337.916.8对比例440.817.6从以上结果可以看出，向基础培养基中添加三种生长因子，能提高L-异亮氨酸含量和糖酸转化率，当同时添加时产量和转化率增加最为明显。当前第1页1 2 3