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1、(10)申请公布号 CN 102796780 A (43)申请公布日 2012.11.28 CN 102796780 A *CN102796780A* (21)申请号 201210327654.6 (22)申请日 2012.09.07 C12P 13/02(2006.01) C12R 1/10(2006.01) (71)申请人 吉林中粮生化科技有限公司 地址 130033 吉林省长春市经济技术开发区 仙台大街 1717 号 (72)发明人 王宏龄 张国峰 王国良 关阳 王金枝 金贞花 张秀荣 (74)专利代理机构 吉林长春新纪元专利代理有 限责任公司 22100 代理人 魏征骥 (54) 发明。
2、名称 利用味精母液发酵生产 - 聚谷氨酸的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种利用味精母液发酵生产 - 聚谷氨酸的方法， 属于微生物发酵领域。以 10% 接种于发酵培养基中进行发酵培养 ； 培养条 件， pH7.07.4、 温度 3040、 好气条件下振荡 培 养 ： 150-250r/min 或 搅 拌 培 养 100-400rpm， 发酵过程中流加葡萄糖和味精母液， 使葡萄糖和 谷氨酸的浓度均维持在 10-15g/L， 发酵时间为 4872h ； 将发酵液离心以除去菌体及部分固形 物， 得到 -PGA。本发明工艺简单， 利用味精母液 中的谷氨酸发酵生产 - 聚谷氨酸， 可以实现对 味精生产。
3、废液的高效利用、 降低能耗、 节约成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1 页 2 1. 一种利用味精母液发酵生产 - 聚谷氨酸的方法， 其特征在于包括下列步骤 ： （一）利用经活化的地衣芽孢杆菌菌株进行发酵培养， 在发酵培养过程中， 将斜面菌 种首先进行液体种子培养， 再以 10 % 接种于发酵培养基中进行发酵培养 ； 培养条件， pH 7.07.4、 温度 3040 、 好气条件下振荡培养 ： 150-250 r/min 或搅拌培养 100-400 rpm， 发。
4、酵过程中流加葡萄糖和味精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 10-15 g/L， 发酵时 间为 4872 h ； （二） 将发酵液离心以除去菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾干燥， 得到精制 -PGA。 权 利 要 求 书 CN 102796780 A 2 1/4 页 3 利用味精母液发酵生产 - 聚谷氨酸的方法 技术领域 0001 本发明属于微生物发酵领域， 具体涉及一种利用味精母液发酵生产 - 聚谷氨酸 的方法。 背景技术 0002 - 聚谷氨酸 （-PGA） 是一种阴离子聚合物， 它是由 L- 谷氨酸或 / 和 D- 谷氨酸 单体之间通过-氨基。
5、和-羧基形成酰胺键之后生成的。 -PGA能溶于水、 可生物降解、 可食用、 对人体无毒性、 对环境无污染。它在农业、 环境和生物医药领域都有很大的应用价 值， 包括生物可降解尿片、 蓄水池、 医药或肥料的缓释体系。 0003 到目前为止， 已有很多关于利用微生物发酵生产 -PGA 的报道。不同的菌种， 培 养基的主要成分也不尽完全相同。如 B. licheniformis ATCC 9945 的培养基中包括谷氨 酸 20 g/L， 甘油 80 g/L， 柠檬酸 12 g/L， NH4Cl 7 g/L， -PGA 产量为 17-23 g/L（Troy， 1973） ； B. subtilis I。
6、FO 3335 的培养基中包括谷氨酸 30 g/L， 柠檬酸 20 g/L， -PGA 产 量为 10-20 g/L（Kunioka 和 Goto， 1994） ； B. subtilis TAM-4 的培养基中包括果糖 75 g/ L， NH4Cl 18g/L， -PGA 产量为 20 g/L（Ito 等， 1973） ； B. licheniformis A35 的培养基中 包括葡萄糖 75 g/L， NH4Cl 18g/L， -PGA 产量为 8-12 g/L（Cheng 等， 1989） ； B. subtilis F02-1 的培养基中包括谷氨酸 70 g/L， 葡萄糖 1 g/L，。
7、 谷物浸出液 20 g/L， -PGA 产量为 50 g/L（Kubota 等， 1993） ； B. subtilis （natto） 的培养基中包括麦芽糖 60 g/L， 酱油 70 g/ L， 谷氨酸钠 30 g/L， -PGA 产量为 35 g/L（Ogawa 等， 1993） 。 0004 乔长晟等人通过在发酵过程中补加由葡萄糖、 硝酸铵、 氯化钙和氯化铁组成的流 加培养基， 使发酵产率达到 1.18 g/Lh， 专利申请号 ： 201110216717.6 ； 利用地衣芽孢杆 菌作为生产菌株， 实现 -PGA 和谷氨酸的联产， 专利申请号 ： 201110331788.0 ； 将 。
8、-PGA 发酵液提取过程中的小分子透过液加入发酵罐中进行补料， 发酵生产 -PGA， 专利申请号 ： 201110426526.2。 0005 沙长青等人将大豆预处理， 接种纳豆芽孢杆菌， 恒温恒湿 1-2 昼夜， 用生理盐水搅 拌提取纳豆芽孢杆菌分泌在大豆表面的 -PGA， 专利申请号 ： 200410043690.5。 0006 孙伟中以黄豆饼粉和麸皮作为固体成分， 再加上甘油、 柠檬酸、 谷氨酸、 氯化铵以 及镁、 锰、 钙、 铁和钾组成的无机盐， 共同组成发酵培养基， 发酵生产 -PGA， 专利申请号 ： 200510091813.7。 0007 李相烨等人在补料分批培养或分批培养时向。
9、培养基中补加糖来培养需氧芽孢杆 菌， 发酵生产 -PGA， 专利申请号 ： 200510091813.7。 0008 施庆珊等人利用糖质原料进行发酵， 在发酵原料中不添加 L- 谷氨酸， 专利申请 号 ： 200610122640.5。 0009 徐志南等人将谷氨酸发酵中间产物， 谷氨酸发酵液、 结晶母液或麸酸添加到发酵 培养基中， 发酵液中 -PGA 的含量高达 45-55 g/L， 专利申请号 ： 200610155277.7。 0010 但是现有的 -PGA 发酵生产工艺中， 没有关于利用味精母液的报道。 说 明 书 CN 102796780 A 3 2/4 页 4 发明内容 0011 。
10、本发明提供一种利用味精母液发酵生产 - 聚谷氨酸的方法， 该方法较原有工艺 显著降低了生产成本， 此外， 对味精母液进行了高效利用。 0012 本发明采取的技术方案是， 包括下列步骤 ： 0013 （一） 利用经活化的地衣芽孢杆菌菌株进行发酵培养， 在发酵培养过程中， 将斜面 菌种首先进行液体种子培养， 再以 10 % 接种于发酵培养基中进行发酵培养 ； 培养条件， pH 7.07.4、 温度 3040 、 好气条件下振荡培养 ： 150-250 r/min 或搅拌培养 100-400 rpm， 发酵过程中流加葡萄糖和味精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 10-15 g/L， 发酵时 间。
11、为 4872 h ； 0014 （二） 将发酵液离心以除去菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾干燥， 得到精制 -PGA。 0015 由于谷氨酸发酵液和麸酸属于过程产物， 其中的谷氨酸含量很高， 非常适宜提取 谷氨酸用来生产味精 ； 而结晶母液中的谷氨酸含量很低， 仅有 2%-3%。本发明所用到的味精 母液， 是指谷氨酸中和液经过脱色除铁以后， 再经过一次结晶， 未结晶的谷氨酸钠溶质仍存 在于液体当中， 该液体称之为味精母液。其中的谷氨酸钠含量为 30%-40%， 此外还有一些可 溶性杂质， 工业生产中须再次蒸发结晶。本发明将其作为 -PGA 的前体来源，。
12、 在发酵过程 中进行流加。而可溶性杂质可以易于在后续成品处理过程中去除。 0016 本发明工艺简单， 利用味精母液中的谷氨酸发酵生产 - 聚谷氨酸， 可以实现对 味精生产废液的高效利用、 降低能耗、 节约成本。 具体实施方式 0017 本发明所用到的味精母液， 是指谷氨酸中和液经过脱色除铁以后， 再经过一次结 晶， 未结晶的谷氨酸钠溶质仍存在于液体当中， 该液体称之为味精母液。其中的谷氨酸钠 含量为 30%-40%， 此外还有一些可溶性杂质， 工业生产中须再次蒸发结晶。本发明将其作为 -PGA 的前体来源， 在发酵过程中进行流加。此段与之前重复， 可去掉。 0018 实施例 1 ： 0019 。
13、在装有90 mL培养基的500 mL三角瓶中， 接种10 mL地衣芽孢杆菌的种子培养液， pH 7.0， 30 ， 好气条件下振荡培养150 r/min， 培养72 h， 在发酵过程中， 流加葡萄糖和味 精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 10 g/L， 发酵结束后， 经检测 -PGA 的产量为 13.4 g/L ； 0020 离心去除菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾 干燥， 得到精制 -PGA。 0021 实施例 2 ： 0022 在装有90 mL培养基的500 mL三角瓶中， 接种10 mL地衣芽孢杆菌的种子培养液， pH 7.2， 35 ，。
14、 好气条件下振荡培养 200 r/min 培养 60 h， 在发酵过程中， 流加葡萄糖和味 精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 12.5 g/L ； 发酵结束后， 经检测 -PGA 的产量 为 14.6 g/L ； 0023 离心去除菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾 说 明 书 CN 102796780 A 4 3/4 页 5 干燥， 得到精制 -PGA。 0024 实施例 3 ： 0025 在装有90 mL培养基的500 mL三角瓶中， 接种10 mL地衣芽孢杆菌的种子培养液， pH 7.4， 40 ， 250 r/min 培养 48h， 在发。
15、酵过程中， 流加葡萄糖和味精母液， 使葡萄糖和谷 氨酸的浓度均维持在 15 g/L。发酵结束后， 经检测 -PGA 的产量为 13.1 g/L ； 0026 离心去除菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾 干燥， 得到精制 -PGA。 0027 实施例 4 ： 0028 在装有90 mL培养基的500 mL三角瓶中， 接种10 mL地衣芽孢杆菌的种子培养液， pH 7.2， 37 ， 好气条件下振荡培养 180 r/min 培养 72 h， 在发酵过程中， 流加葡萄糖和味 精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 12.5 g/L ； 发酵结束后， 经检测 。
16、-PGA 的产量 为 19.8 g/L ； 0029 离心去除菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾 干燥， 得到精制 -PGA。 0030 实施例 5 ： 0031 在装有 27 L 培养基的 50 L 发酵罐中， 接种 3 L 地衣芽孢杆菌的种子培养液， pH 7.0， 30 ， 搅拌转速为 200 rpm， 培养 72 h， 在发酵过程中， 通气量为 1.0 vvm， 连续补料 流加葡萄糖和味精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 10 g/L， 发酵结束后， 经检测 -PGA 的产量为 44.1 g/L ； 0032 离心去除菌体及部分固形物， 在。
17、上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾 干燥， 得到精制 -PGA。 0033 实施例 6 ： 0034 在装有 27 L 培养基的 50 L 发酵罐中， 接种 3 L 地衣芽孢杆菌的种子培养液， pH 7.2， 35 ， 搅拌转速为 300 rpm， 培养 60 h， 在发酵过程中， 通气量为 1.0 vvm， 连续补料流 加葡萄糖和味精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 12.5 g/L， 发酵结束后， 经检测 -PGA 的产量为 48.5 g/L ； 0035 离心去除菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾 干燥， 得到精制 -PGA。
18、。 0036 实施例 7 ： 0037 在装有 27 L 培养基的 50 L 发酵罐中， 接种 3 L 地衣芽孢杆菌的种子培养液， pH 7.4， 40 ， 搅拌转速为 400 rpm， 培养 48 h， 在发酵过程中， 通气量为 1.0 vvm， 连续补料 流加葡萄糖和味精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 15 g/L， 发酵结束后， 经检测 -PGA 的产量为 43.2 g/L ； 0038 离心去除菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾 干燥， 得到精制 -PGA。 0039 实施例 8 ： 0040 在装有 27 L 培养基的 50 L 发酵罐中， 接种 3 L 地衣芽孢杆菌的种子培养液， pH 7.0， 37 ， 搅拌转速为 300 rpm， 培养 72 h， 在发酵过程中， 通气量为 1.0 vvm， 连续补料流 加葡萄糖和味精母液， 使葡萄糖和谷氨酸的浓度均维持在 12.5 g/L， 发酵结束后， 经检测 说 明 书 CN 102796780 A 5 4/4 页 6 -PGA 的产量为 57.8 g/L ； 0041 离心去除菌体及部分固形物， 在上清液中加入乙醇， 再将 -PGA 复溶， 进行喷雾 干燥， 得到精制 -PGA。 说 明 书 CN 102796780 A 6 。