本发明属于氨基酸发酵
技术领域：
，具体涉及一种新型氨基酸发酵灭菌的工艺。
背景技术：
：发酵工业是我国的一大产业，目前发酵生产的有酶、安九三、核苷、抗生素、维生素、氨基酸、黄原胶等多个系列的产品。氨基酸发酵,就是以糖类和铵盐为主要原料的培养基中培养微生物,积累特定的氨基酸。以谷氨酸发酵为例，其使用的菌株主要是谷氨酸棒杆菌，影响谷氨酸棒杆菌发酵产酸效率和产率的因素较多，主要包括以下几个方面：1、微生物在不同的环境条件下、利用不同底物代谢途径是不同的，有目的地对细胞代谢途径进行修饰和改造，改变细胞原有的代谢特征，可以提高目标产物的产量和得率；2、通过提高菌体的细胞膜通透性，增加谷氨酸分泌，进而解除菌体内高浓度谷氨酸的反馈调节作用，提高谷氨酸的产量；3、优化发酵培养基、发酵参数，使得菌体增殖速率提高，从而提高氨基酸的产量；4、避免染菌，一旦染菌就会造成严重的损失。在氨基酸发酵产业生产中，生产过程大多为纯种培养过程，发酵生产要顺利进行的一个重要条件就是要保证微生物的纯种培养，需要在没有杂菌污染的条件下进行。在实际生产中，由于工艺设计不合理、设备缺陷、人员失误等原因，往往造成发酵染菌。由于带有杂菌的发酵生产会消耗培养基中的营养物质，其代谢产物甚至影响生产菌的生长及代谢，造成发酵产率下降。一旦发生染菌，就应该尽快找出污染的原因，并采取相应的有效措施，把发酵染菌造成的损失降低到最小。据报道，谷氨酸发酵噬菌体染菌率1%-2%。因此降低染菌率是发酵生产的工作重点，也是企业提高新产品得率，降低产品成本的重要手段。在氨基酸发酵生产中，通常所说的染菌包括两种：一是染噬菌体，其对生产的危害十分巨大，若大规模爆发工厂将面临被迫停产的状况。虽然噬菌体危害巨大，但只要防噬菌体各项工作落实到位，基本可以在发酵过程中杜绝噬菌体的侵染，另一种是染杂菌，所谓杂菌就是氨基酸生产菌以外的菌体。同时杂菌的侵入往往是在纯种培养过程中污染噬菌体的前兆，所以防染菌必须要确立预防为主的思想，加强生产中的管理工作，将染菌因素消灭在萌芽状态。发酵过程中的染菌原因主要集中在以下几个方面：空气系统、环境因素、设备因素、操作因素和种子因素等几个方面。因此要克服染菌问题，必须着重从以上几个方面入手，层层保管，严防杂菌污染。对发酵设备进行灭菌时，需要考虑工业能耗和非发酵间隔时间的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型氨基酸发酵灭菌的工艺，该工艺在发酵前、发酵中两个阶段进行灭菌防控，避免了杂菌污染，缩短了非发酵时间。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种新型氨基酸发酵灭菌的工艺，其包括发酵罐灭菌和发酵培养两个工序。进一步地，所述发酵罐灭菌为：（1）按照重量百分比取以下各原料：葡萄糖12%、玉米浆3%、尿素0.5%、磷酸二氢钾0.1%、七水硫酸亚铁0.02%、七水硫酸镁0.02%；（2）将上述原料依次添加到发酵罐中，然后添加配方用水量的五分之一，搅拌均匀，温至121℃，并在该温度下蒸汽灭菌15min；（3）将剩余的配方置于存液罐中，常温臭氧灭菌30min，然后通过臭氧催化分解器使得水中的残留臭氧分解；再将打入发酵罐，混匀，进入发酵阶段。进一步地，所述发酵培养为：将谷氨酸棒杆菌种子液以8％接种量接种到含有发酵培养基的发酵罐中，发酵时间为48h；发酵时间分为两个阶段，第一阶段为12h，发酵温度为32℃，通气量为0.3vvm，通过流加氨水控制ph为3.5；第二阶段为36h，发酵温度为32℃，通气量为0.4vvm；第二阶段开始时，往发酵培养基中添加肌醇和二甲基甲酰胺，添加量分别为0.6%和0.3%，同时超声处理，超声频率为28khz、超声功率密度为100w/l、超声处理时间为1h；第二阶段中，通过自动流加氨水控制ph在5.0，并通过流加浓度为100g/l的葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.0％；第二阶段完成后，收集发酵液。优选地，所述谷氨酸棒杆菌种子液的制备方法为：将谷氨酸棒杆菌接种到种子培养基中，在32℃，100rpm摇床培养12h，得到的谷氨酸棒杆菌种子液。更优选地，所述谷氨酸棒杆菌种子培养基的组分为：葡萄糖6％、玉米浆3％、磷酸二氢钾0.2％、七水硫酸镁0.02％、一水硫酸锰0.01％，121℃灭菌15min。本发明有益效果主要包括以下几个方面：研究发现，谷氨酸发酵过程中的主要杂菌为乳酸菌，乳酸菌的最适ph为5.5-6.0，ph降低4以下时，乳酸菌的增殖明显减慢，几乎停止生长，但是谷氨酸棒杆菌影响并不大，本发明通过在发酵初期通过提高酸度，无需添加抗生素，通过物理方法，抑制乳酸菌的增殖，从而使得谷氨酸棒杆菌优势菌迅速增加。酵母菌较难以杀灭，需要大幅延长灭菌时间，造成能耗提高，非发酵时间延长，本发明大部分液体采用臭氧灭菌，降低了灭菌能耗，减少了冷却水用量，并且冷却时间大幅缩短。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。实施例1实际操作中发现，发酵前、发酵中均能够产生杂菌，杂菌的类型主要为：表1染菌的杂菌种类杂菌的种类染菌原因分析乳酸菌种子带菌酵母菌培养基灭菌不彻底或放置时间过长一种新型氨基酸发酵灭菌的工艺，其包括如下步骤：发酵罐灭菌：1）按照重量百分比取以下各原料：葡萄糖12%、玉米浆3%、尿素0.5%、磷酸二氢钾0.1%、七水硫酸亚铁0.02%、七水硫酸镁0.02%；2）将上述原料依次添加到发酵罐中，然后添加配方用水量的五分之一，搅拌均匀，温至121℃，并在该温度下蒸汽灭菌15min；3）将剩余的配方置于存液罐中，常温臭氧灭菌30min，然后通过臭氧催化分解器使得水中的残留臭氧分解；再将打入发酵罐，混匀，进入发酵阶段。发酵培养：将谷氨酸棒杆菌(corynebacteriumglutamicum)atcc13761接种到种子培养基中，在32℃，100rpm摇床培养12h，得到的谷氨酸棒杆菌种子液；所述谷氨酸棒杆菌种子培养基的组分为(以下均为质量百分比)：葡萄糖6％、玉米浆3％、磷酸二氢钾0.2％、七水硫酸镁0.02％、一水硫酸锰0.01％，121℃灭菌15min；将种子液以8％接种量接种到含有发酵培养基的发酵罐中，发酵时间为48h；发酵时间分为两个阶段，第一阶段为12h，发酵温度为32℃，通气量为0.3vvm，通过流加氨水控制ph为3.5；第二阶段为36h，发酵温度为32℃，通气量为0.4vvm；第二阶段开始时，往发酵培养基中添加肌醇和二甲基甲酰胺，添加量分别为0.6%和0.3%，同时超声处理，超声频率为28khz、超声功率密度为100w/l、超声处理时间为1h；第二阶段中，通过自动流加氨水控制ph在5.0，并通过流加浓度为100g/l的葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.0％；第二阶段完成后，收集发酵液。实施例2一种新型氨基酸发酵灭菌的工艺，其包括如下步骤：发酵罐灭菌：按照重量百分比取以下各原料：葡萄糖12%、玉米浆3%、尿素0.5%、磷酸二氢钾0.1%、七水硫酸亚铁0.02%、七水硫酸镁0.02%；将上述原料依次添加到发酵罐中，然后添加配方用水量的四分之一，搅拌均匀，温至121℃，并在该温度下蒸汽灭菌20min；将剩余的配方置于存液罐中，常温臭氧灭菌40min，然后通过臭氧催化分解器使得水中的残留臭氧分解；再将打入发酵罐，混匀，进入发酵阶段。发酵培养：将谷氨酸棒杆菌(corynebacteriumglutamicum)atcc13761接种到种子培养基中，在32℃，100rpm摇床培养12h，得到的谷氨酸棒杆菌种子液；所述谷氨酸棒杆菌种子培养基的组分为(以下均为质量百分比)：葡萄糖6％、玉米浆3％、磷酸二氢钾0.2％、七水硫酸镁0.02％、一水硫酸锰0.01％，121℃灭菌15min；将种子液以8％接种量接种到含有发酵培养基的发酵罐中，发酵时间为48h；发酵时间分为两个阶段，第一阶段为12h，发酵温度为32℃，通气量为0.3vvm，通过流加氨水控制ph为3.5；第二阶段为36h，发酵温度为32℃，通气量为0.4vvm；第二阶段开始时，往发酵培养基中添加肌醇和二甲基甲酰胺，添加量分别为0.6%和0.3%，同时超声处理，超声频率为28khz、超声功率密度为100w/l、超声处理时间为1h；第二阶段中，通过自动流加氨水控制ph在5.0，并通过流加浓度为100g/l的葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.0％；第二阶段完成后，收集发酵液。对比例1发酵罐灭菌：按照重量百分比取以下各原料：葡萄糖12%、玉米浆3%、尿素0.5%、磷酸二氢钾0.1%、七水硫酸亚铁0.02%、七水硫酸镁0.02%；将上述原料依次添加到发酵罐中，然后添加配方用水量，搅拌均匀，温至121℃，并在该温度下蒸汽灭菌15min，冷却至发酵温度，进入发酵阶段。发酵培养：将谷氨酸棒杆菌(corynebacteriumglutamicum)atcc13761接种到种子培养基中，在32℃，100rpm摇床培养12h，得到的谷氨酸棒杆菌种子液；所述谷氨酸棒杆菌种子培养基的组分为(以下均为质量百分比)：葡萄糖6％、玉米浆3％、磷酸二氢钾0.2％、七水硫酸镁0.02％、一水硫酸锰0.01％，121℃灭菌15min；将种子液以8％接种量接种到含有发酵培养基的发酵罐中，发酵时间为48h；发酵时间分为两个阶段，第一阶段为12h，发酵温度为32℃，通气量为0.3vvm，通过流加氨水控制ph为3.5；第二阶段为36h，发酵温度为32℃，通气量为0.4vvm；第二阶段开始时，往发酵培养基中添加肌醇和二甲基甲酰胺，添加量分别为0.6%和0.3%，同时超声处理，超声频率为28khz、超声功率密度为100w/l、超声处理时间为1h；第二阶段中，通过自动流加氨水控制ph在5.0，并通过流加浓度为100g/l的葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.0％；第二阶段完成后，收集发酵液。以上列举的仅是本发明的最佳具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种新型氨基酸发酵灭菌的工艺，其包括发酵罐灭菌和发酵培养两个工序。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述发酵罐灭菌为：
（1）按照重量百分比取以下各原料：葡萄糖12%、玉米浆3%、尿素0.5%、磷酸二氢钾0.1%、七水硫酸亚铁0.02%、七水硫酸镁0.02%；
（2）将上述原料依次添加到发酵罐中，然后添加配方用水量的五分之一，搅拌均匀，温至121℃，并在该温度下蒸汽灭菌15min；
（3）将剩余的配方置于存液罐中，常温臭氧灭菌30min，然后通过臭氧催化分解器使得水中的残留臭氧分解；再将打入发酵罐，混匀，进入发酵阶段。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述发酵培养为：
将谷氨酸棒杆菌种子液以8％接种量接种到含有发酵培养基的发酵罐中，发酵时间为48h；发酵时间分为两个阶段，第一阶段为12h，发酵温度为32℃，通气量为0.3vvm，通过流加氨水控制ph为3.5；第二阶段为36h，发酵温度为32℃，通气量为0.4vvm；第二阶段开始时，往发酵培养基中添加肌醇和二甲基甲酰胺，添加量分别为0.6%和0.3%，同时超声处理，超声频率为28khz、超声功率密度为100w/l、超声处理时间为1h；第二阶段中，通过自动流加氨水控制ph在5.0，并通过流加浓度为100g/l的葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.0％；第二阶段完成后，收集发酵液。
4.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述谷氨酸棒杆菌种子液的制备方法为：将谷氨酸棒杆菌接种到种子培养基中，在32℃，100rpm摇床培养12h，得到的谷氨酸棒杆菌种子液。
5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述谷氨酸棒杆菌种子培养基的组分为：葡萄糖6％、玉米浆3％、磷酸二氢钾0.2％、七水硫酸镁0.02％、一水硫酸锰0.01％，121℃灭菌15min。
技术总结本发明属于氨基酸发酵技术领域，公开了一种新型氨基酸发酵灭菌的工艺，其包括发酵罐灭菌和发酵培养两个工序。本发明工艺在发酵前、发酵中两个阶段进行灭菌防控，避免了杂菌污染，缩短了非发酵时间。
技术研发人员：程士清;王小平;刘世周;李树标;贾秀伟;时夫龙;赵杰;宋斌
受保护的技术使用者：赵兰坤
技术研发日：2020.12.30
技术公布日：2021.03.12
