賴氨酸發酵用消泡劑生產工藝

發布時間：2012-9-18 15:30

發酵生產賴氨酸的原料有糖質、醋酸、正構石蠟、乙醇等。以糖質原料為例，生產概況如下：賴氨酸發酵的種子及發酵培養基組成 ①溫度：種子培養溫度30-32℃，發酵溫度32-34℃。發酵前期提高溫度，生長代謝加快，反應速度加大，產酸期提前，但菌體的酶容易失活，表現在菌體易于衰老，發酵周期縮短，影響賴氨酸產量。
　　②氧氣：在賴氨酸發酵用消泡劑發酵的過程中，并不需要培養基中的氧濃度達到飽和，只要維持在臨界氧濃度之上即可，賴氨酸發酵的P臨界=0.0103X105 Pa。發酵初期攪拌通風強度太高，則三羧酸循環中有關的脫氫酶活力受阻，而賴氨酸的合成能力降低。賴氨酸發酵兩個階段第一階段0-24h為長菌期；第二階段24-72 h為產酸期，耗糖加快，產酸迅速，pH下降。賴氨酸的高糖發酵可改為高糖流加法發酵（例如，初糖為75g／L,20h后流加75g／L），這是因為：初糖濃度太高時，菌種接種后的適應期延長，比生長速率增加，賴氨酸生成速度降低。初糖濃度提高，異檸檬酸脫氫酶活力降低，而蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶及谷氨酸脫氫酶活力均顯著提高。異檸檬酸脫氫酶的活力大小直接與賴氨酸的生成有關，要提高異檸檬酸脫氫酶的活力，就要降低糖的濃度，所以初糖太高不利。當采用流加法時，異檸檬酸脫氫酶活力一直到發酵終了時仍能維持較高水平，賴氨酸生成比高糖發酵有提高。此外，還采用氮源流加的方法，由于賴氨酸發酵用發酵消泡劑發酵時，需維持高氮量，例如，總氮量需加(NH4)2SO44%-4.5%，如全部作初氮加入，賴氨酸的產量不及2%-3%(NH4)2SO4的為高，如中間流加，總氮量可達4.5%-6%，則產量顯著提高。國外對賴氨酸生產做了大量工作，添加某些物質有一定的增產效果，但到目前為止，有些作用機制尚不清楚。賴氨酸的提取 L-賴氨酸發酵用消泡劑發酵液的提取有以下幾種：晶析法、加合物法、離子交換法、電滲法和一些其它法。調節pH提取L-賴氨酸的晶析法：
　　通過將賴氨酸發酵用消泡劑及發酵醪pH調整到3-7，以滿足以下兩個條件： X≥0. 32及XY≥0.32，其中X=賴氨酸（作為堿基）的總重百分數與發酵醪干物質總重百分數的比，XY=把PH調整到上述值后發酵醪中無水HCl數對賴氨酸數的摩爾比例，賴氨酸就成兩個結晶水的單鹽酸鹽的結晶，例如，分去菌體，含5.46g/100ml L-籟氨酸的X=0.46，發酵醪用鹽酸調節PH至3.6（XY=0.48），將混合物真空濃縮到1 076 g，再讓它在6h內冷卻至21℃。攪拌過夜后，用離心機分出結晶狀產物，得到291g的含98.7%的賴氨酸HCl·2H2O半干固體。賴氨酸的離子交換法提取
強酸性苯乙烯型陽離子交換樹脂之氫型RSO3H及銨型RSO3NH4均可吸附賴氨酸，但銨型樹脂能選擇性的吸附賴氨酸及其它堿性氨基酸（如精氨酸、鳥氨酸）而不吸附其它中性氨基酸及酸性氨基酸，因賴氨酸發酵用消泡劑發酵液中很少有精氨酸，故能比較容易地與其它氨基酸分離。洗脫劑的選用 ①氦水洗脫：用2 mol/L以上氨水洗脫時，洗脫液中賴氨酸含量高峰在8%左右口10 mol／L,氨水洗脫時，賴氨酸含量高峰可達16%-20%。
　　②用氮及氯化銨混合水溶液洗脫：以氨水進行洗脫時，樹脂上被吸附的陽離子，除堿性氨基酸能洗脫以外，而包含在發酵液中的陽離子，如Na+，Ca2+，Mg2+，大多不能洗脫而殘存于樹脂中，隨著操作次數的增加而積累，因而影響氨基酸的吸附量，致使樹脂交換能力下降。積累在樹脂上的金屬離子，必須用酸或食鹽水再生，在洗脫劑中使用含有氨及氯化銨的混合水溶液有以下優點：①堿性氨基酸以外的無機陽離子也被洗脫，提高樹脂的交換容量并可反復使用；②在堿性氨基酸被洗脫后才開始洗脫無機陽離子，可以通過分別收集，不使氨基酸發酵用消泡劑中雜質含量增加；③通過調節氯化銨用量，使堿性氨基酸與氯化銨的摩爾比在1：1左右，使賴氨酸成為鹽酸鹽而不需要再中和。若氯化銨的摩爾數多于堿性氨基酸的摩爾數，則過剩的氯化銨給精制造成困難。本文參考《發酵微生物學》一書。

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