一种发酵制备赖氨酸的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发酵制备赖氨酸的方法。
【背景技术】
[0002] 赖氨酸作为动物体的第一限制性氨基酸，不仅是合成蛋白质不可缺少的成分，而 且参与体内的能量代谢，能促进生长发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能的作 用。
[0003] 由于纯赖氨酸在空气中难以结晶，易潮解,所以市场上的赖氨酸产品一般是以赖 氨酸盐酸盐的形式存在。
[0004] 赖氨酸主要是通过发酵法生产，在发酵过程中需要补充一定量的碳源和氮源，以 满足菌体生长和代谢生成赖氨酸的需要。无机氮源对于微生物的生长相当重要，尤其是铵 态氮是微生物的速效氮源。现有技术中通常采用硫酸铵配制发酵培养基，一般每升发酵培 养基中，硫酸铵的用量为20-40克，并且在发酵过程中一般单独流加硫酸铵作为赖氨酸发 酵的无机氮源，以保证发酵过程中发酵液中的氮的浓度为〇. 35-0. 8克/升。
[0005] 目前赖氨酸发酵液提取工艺普遍采用连续离交分离的方法提取赖氨酸,该方 法包括先将赖氨酸发酵液去除菌体，然后向赖氨酸清液中加入大量的浓硫酸调节pH为 1. 5-3. 0,然后用铵型阳离子交换树脂进行吸附交换，水洗涤以漂洗杂质，用稀氨水对赖氨 酸进行洗脱，洗脱下来的赖氨酸经浓缩、调节pH、结晶、烘干后得到赖氨酸成品。
[0006] 在现有的提取赖氨酸的工艺中，调节赖氨酸清液的pH时，需要消耗大量的硫酸， 用氨水洗脱时又要消耗大量的液氨，对树脂进行水洗涤的时候又会产生大量的废水，增加 了环保的负担，并造成了资源的浪费，而且在分离过程中会造成树脂破碎流失，对分离设备 性能要求高。此工艺路线长，原辅料消耗大，且产生大量难处理的废水，造成成本高，制约了 赖氨酸行业的发展。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是克服现有技术中赖氨酸发酵液提取工艺的工艺路线长，原辅料消 耗大，且产生大量难处理的废水，成本高等缺陷，提供一种新的发酵制备赖氨酸的方法，采 用该方法发酵结束后收集得到的发酵液可缩短提取工艺路线，降低原辅料消耗，不产生废 水，降低提取成本。
[0008] 本发明的发明人在研究中意外发现，当赖氨酸发酵液中S0,的含量彡8克/升 时，赖氨酸发酵液去除菌体后直接浓缩结晶即可得到赖氨酸成品，不需要经过离子交换、脱 氨等工序。
[0009] 因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种发酵制备赖氨酸的方法，所述方法 包括在生成赖氨酸的条件下，将赖氨酸发酵菌种接入赖氨酸发酵培养基中，并在流加碳源 和流加氮源的条件下，进行发酵培养，其特征在于，控制发酵结束后收集得到的发酵液中 SOf的含量彡8克/升。
[0010] 优选地，控制发酵结束后收集得到的发酵液中so,的含量为1-8克/升。
[0011] 优选地，所述流加碳源的量使发酵过程中发酵液中的还原性糖的浓度控制在5-10 克/升，所述流加氮源的量使发酵过程中发酵液中的氮的浓度控制在〇. 35-0. 8克/升。
[0012] 优选地，流加的氮源为硫酸铵和氯化铵。
[0013] 本发明提供的发酵制备赖氨酸的方法，发酵结束后收集得到的赖氨酸发酵液可去 除菌体后直接浓缩结晶得到赖氨酸成品，不需要经过离子交换、脱氨等工序，缩短了提取工 艺路线，降低了原辅料消耗，不产生废水，降低了提取成本；在优选情况下，控制发酵结束后 收集得到的发酵液中SO广的含量为1-8克/升，可以既降低提取成本，又不影响赖氨酸的 生产能力。
[0014] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0015] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0016] 本发明提供了一种发酵制备赖氨酸的方法，该方法包括在生成赖氨酸的条件下， 将赖氨酸发酵菌种接入赖氨酸发酵培养基中，并在流加碳源和流加氮源的条件下，进行发 酵培养，控制发酵结束后收集得到的发酵液中S0,的含量彡8克/升。
[0017] 根据本发明，只要控制发酵结束后收集得到的发酵液中S0,的含量彡8克/升， 即可实现本发明的目的，即发酵结束后收集得到的发酵液去除菌体后直接浓缩结晶即可得 到赖氨酸成品，不需要经过离子交换、脱氨等工序。但优选情况下，控制发酵结束后收集得 到的发酵液中S0,的含量为1-8克/升，可以在降低提取成本的同时不影响赖氨酸的生产 能力。
[0018] 本发明中，对于流加碳源和流加氮源的量无特殊要求，可以采用本领域常规的流 加量，例如，流加碳源的量使发酵过程中发酵液中的还原性糖的浓度控制在5-10克/升，流 加氮源的量使发酵过程中发酵液中的氮的浓度控制在〇. 35-0. 8克/升。
[0019] 此处"流加碳源的量使发酵过程中发酵液中的还原性糖的浓度控制在5-10克/ 升，流加氮源的量使发酵过程中发酵液中的氮的浓度控制在〇. 35-0. 8克/升"是指通过控 制流加碳源和流加氮源的速度来使在整个发酵培养过程中培养基中还原性糖的浓度维持 在5-10克/升，使培养基中氮的浓度维持在0. 35-0. 8克/升。
[0020] 本发明中，发酵液中氮的浓度以铵根离子的浓度表示时，氮的浓度控制在 0. 35-0. 8克/升，则铵根离子的浓度控制在0. 5-1. 0克/升。
[0021] 本发明中，对于控制发酵结束后收集得到的发酵液中SO广的含量彡8克/升的方 法无特殊要求，可以采用本领域技术人员所能想到的各种方法。例如，由于本领域常用的发 酵培养基中含有大量的硫酸铵，可以省去配制培养基时所使用的硫酸铵，并采用流加的氮 源为硫酸铵和氯化铵的方法来控制发酵结束后收集得到的发酵液中SO广的含量< 8克/ 升。
[0022] 对于省去硫酸铵的发酵培养基配方，即在本领域常用发酵培养基的配方基础上省 去硫酸铵，对于其他组分和含量无特殊要求，例如，可以用淀粉质原料糖化清液、糖蜜、玉米 浆、磷酸氢二钾、硫酸镁、苏氨酸、蛋氨酸和谷氨酸等配制发酵培养基。根据本发明，每升发 酵培养基中各原料的用量可以在很大范围内改变，优选情况下，每升发酵培养基中，淀粉质 原料糖化清液的用量可以为40-60克，糖蜜的用量可以为30-50克，玉米浆(干重为20-50 重量％)的用量可以为20-40克,磷酸氢二钾的用量可以为0. 5-1. 5克,硫酸镁的用量可以 为0. 4-0. 6克，苏氨酸的用量可以为0. 1-0. 3克，蛋氨酸的用量可以为0. 1-0. 3克，谷氨酸 的用量可以为0.2-0. 4克。
[0023] 对于采用流加的氮源为硫酸铵和氯化铵的具体方法，可以通过控制发酵过程中流 加硫酸铵的量来控制发酵结束后收集得到的发酵液中SO广的含量< 8克/升，再根据发酵 过程中流加硫酸铵的量，通过控制发酵过程中流加氯化铵的量来满足发酵过程中培养基中 的氮的浓度的需求。例如，在本发明的发酵培养基的基础上，在接种后l_3h开始流加硫酸 铵，流加的速度为350-450g/h，流加的时间为4-7h，可以使发酵结束后收集得到的发酵液 中S0,的含量为1-8克/升，然后通过控制流加氯化铵的量使发酵过程中发酵液中的氮的 浓度控制在0.35-0. 8克/升。
[0024] 发酵过程就其本质来说是由微生物参与的生物化学反应过程，因此微生物细胞的 数量、状态、代谢情