一种生产和提取赖氨酸的工艺
专利汇可以提供一种生产和提取赖氨酸的工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于赖 氨 酸生产技术领域，公开了一种生产和提取赖氨酸的工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备赖氨酸 发酵 培养基，步骤2）发酵培养，步骤3）离心和 蒸发 ，步骤4）脱色和 超滤 ，步骤5）结晶和烘干。本发明发酵效率提高，提取过程简单可行，工业能耗低，成本大幅较低。，下面是一种生产和提取赖氨酸的工艺专利的具体信息内容。
1.一种生产和提取赖氨酸的工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备赖氨酸发酵培养基，步骤2）发酵培养，步骤3）离心和蒸发，步骤4）脱色和超滤，步骤5）结晶和烘干。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
步骤1）制备赖氨酸发酵培养基：
（1）按照以下浓度取各原料：菌体蛋白酒糟联合水解物，葡萄糖，糖蜜，硫酸铵，柠檬酸钠，磷酸二氢钾，七水硫酸镁，四水硫酸锰，七水硫酸亚铁，维生素B1，生物素；
（2）将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用NaOH水溶液调pH至7.8，灭菌，即得；
步骤2）发酵培养：将黄色短杆菌种子液按照4-8%的接种量接入到发酵培养基中，发酵温度：0-18h 为31℃，18h-结束为34℃，通风比1:0.6-0.8，搅拌转速200-400rpm，发酵总时间为50-60h，得到赖氨酸发酵液；
步骤3）离心和蒸发：往赖氨酸发酵液中加盐酸调pH至5.5，利用碟片离心机以4000rpm离心5min进行固液分离，收集分离液，将分离液经过板式蒸发器，控制54℃，使分离液蒸发至30-40%，采用卧式离心机以5000rpm离心3min，收集液体；
步骤4）脱色和超滤：将步骤3）所得液体打入到脱色罐中进行脱色，脱色时间为60-
90min，然后经过超滤膜进行过滤，收集滤液；
步骤5）结晶和烘干：用盐酸调节步骤4）所得滤液的pH为7.0，然后进入四效连续蒸发结晶器进行蒸发结晶，离心分离，得到湿晶体和母液；最后将湿晶体烘干，即得。
3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述步骤1）制备赖氨酸发酵培养基，包括：
（1）按照以下浓度取各原料：菌体蛋白酒糟联合水解物200ml/L，葡萄糖40g/L，糖蜜
12g/L，硫酸铵4g/L，柠檬酸钠5g/L，磷酸二氢钾10g/L，七水硫酸镁0.8g/L，四水硫酸锰
0.02g/L，七水硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.01g/L，生物素0.5mg/L；
（2）将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用100g/L的NaOH水溶液调pH至7.8，115℃灭菌10min，即得。
4.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述发酵过程中，通过流加500g/L的葡萄糖溶液维持残糖含量在5-10g/L，通过流加300g/L的硫酸铵溶液维持氨氮含量为1-2g/L，流加氨水控制 pH7.0-7.2，流加消泡剂消泡。
5.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述超滤膜的截留分子量为1000Da。
6.根据权利要求2或3所述的工艺，其特征在于，所述菌体蛋白酒糟联合水解物按照如下工艺制备而得：步骤（2）制备玉米酒糟初级水解液：将玉米酒糟添加到3倍重量的水中，升温至60℃，微波处理，然后调整溶液的pH为4.5，再添加纤维素酶和葡萄糖淀粉酶，酶解时间为12-24h，得到玉米酒糟初级水解液；
步骤（3）联合酶解：将菌体蛋白初级水解液和玉米酒糟初级水解液按照1:1的体积比混合，然后调整pH为3.0，温度为40℃，再添加酸性蛋白酶，酶解时间为5-10h，然后调整pH为
7.0，温度为50℃，再添加沙雷肽酶，酶解时间为5-10h，灭酶，然后通过过滤网进行过滤，收集滤过液，即得。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，其特征在于，所述超声波处理参数为：每次超声时间为6s，间歇3s，超声总时间为90-270s，超声频率为25kHz。
8.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述微波处理的参数为：微波处理时间为
10-20min，微波功率为500W。
9.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述纤维素酶和葡萄糖淀粉酶的添加量分别为5万U/L和3万U/L。
10.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述酸性蛋白酶的添加量为15万U/L，所述沙雷肽酶的添加量为10万U/L。
一种生产和提取赖氨酸的工艺
技术领域
背景技术
3H2O、MgSO4·7H2O、FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O七个单因素实验的基础上，对培养基进行了优化，适合黄色短杆菌发酵使用，但是仍然存发酵培养基成本高以及发酵效率低下的缺陷。
发明内容
（1）按照以下浓度取各原料：菌体蛋白酒糟联合水解物，葡萄糖，糖蜜，硫酸铵，柠檬酸钠，磷酸二氢钾，七水硫酸镁，四水硫酸锰，七水硫酸亚铁，维生素B1，生物素；
（2）将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用NaOH水溶液调pH至7.8，灭菌，即得；
步骤2）发酵培养：将黄色短杆菌种子液按照4-8%的接种量接入到发酵培养基中，发酵温度：0-18h 为31℃，18h-结束为34℃，通风比1:0.6-0.8，搅拌转速200-400rpm，发酵总时间为50-60h，得到赖氨酸发酵液；
步骤3）离心和蒸发：往赖氨酸发酵液中加盐酸调pH至5.5，利用碟片离心机以4000rpm离心5min进行固液分离，收集分离液，将分离液经过板式蒸发器，控制54℃，使分离液蒸发至30-40%，采用卧式离心机以5000rpm离心3min，收集液体；
步骤4）脱色和超滤：将步骤3）所得液体打入到脱色罐中进行脱色，活性炭的添加量为
0.5%，脱色时间为60-90min，然后经过超滤膜进行过滤，收集滤液；
步骤5）结晶和烘干：用盐酸调节步骤4）所得滤液的pH为7.0，然后进入四效连续蒸发结晶器进行蒸发结晶，离心分离，得到湿晶体和母液；最后将湿晶体烘干，即得。
12g/L，硫酸铵4g/L，柠檬酸钠5g/L，磷酸二氢钾10g/L，七水硫酸镁0.8g/L，四水硫酸锰
0.02g/L，七水硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.01g/L，生物素0.5mg/L；
（2）将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用100g/L的NaOH水溶液调pH至7.8，115℃灭菌10min，即得。
120s，静置60min，再以超声波处理，静置3h，得到菌体蛋白初级水解液；
步骤（2）制备玉米酒糟初级水解液：将玉米酒糟添加到3倍重量的水中，升温至60℃，微波处理，然后调整溶液的pH为4.5，再添加纤维素酶和葡萄糖淀粉酶，酶解时间为12-24h，得到玉米酒糟初级水解液；
步骤（3）联合酶解：将菌体蛋白初级水解液和玉米酒糟初级水解液按照1:1的体积比混合，然后调整pH为3.0，温度为40℃，再添加酸性蛋白酶，酶解时间为5-10h，然后调整pH为
7.0，温度为50℃，再添加沙雷肽酶，酶解时间为5-10h，灭酶，然后通过过滤网进行过滤，收集滤过液，即得。
图3：柠檬酸钠添加量对糖酸转化率的影响。
具体实施方式
按照以下浓度取各原料：菌体蛋白酒糟联合水解物200ml/L，葡萄糖40g/L，糖蜜12g/L，硫酸铵4g/L，柠檬酸钠5g/L，磷酸二氢钾10g/L，七水硫酸镁0.8g/L，四水硫酸锰0.02g/L，七水硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.01g/L，生物素0.5mg/L；
将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用100g/L的NaOH水溶液调pH至7.8， 115℃灭菌
10min，即得。
使用菌体蛋白酒糟水解液替代玉米浆和部分硫酸铵作为发酵氮源；
使用菌体蛋白酒糟水解液替代部分葡萄糖作为发酵碳源；
在发酵培养基中添加柠檬酸钠。
将菌体蛋白初级水解液和玉米酒糟初级水解液按照1:1的体积比混合，然后调整pH为
3.0，温度为40℃，再添加酸性蛋白酶，添加量为15万U/L，酶解时间为6h，然后调整pH为7.0，温度为50℃，再添加沙雷肽酶，添加量为10万U/L，酶解时间为6h，灭酶，然后通过过滤网进行过滤，过滤网孔径为200目，去除絮状物和不溶颗粒，收集滤过液，即得。
按照以下浓度取各原料：菌体蛋白酒糟联合水解物200ml/L，葡萄糖40g/L，糖蜜12g/L，硫酸铵4g/L，柠檬酸钠5g/L，磷酸二氢钾10g/L，七水硫酸镁0.8g/L，四水硫酸锰0.02g/L，七水硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.01g/L，生物素0.5mg/L；
将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用100g/L的NaOH水溶液调pH至7.8， 115℃灭菌
10min，即得。
将玉米酒糟添加到4倍重量的水中，升温至60℃，微波处理10min，微波功率为500W，然后调整溶液的pH为4.5，再添加纤维素酶和葡萄糖淀粉酶，添加量分别为5万U/L和3万U/L，水解18h，95℃灭酶3min，得到玉米酒糟初级水解液；
将菌体蛋白初级水解液和玉米酒糟初级水解液按照1:2的体积比混合，然后调整pH为
3.0，温度为40℃，再添加酸性蛋白酶，添加量为15万U/L，酶解时间为5h，然后调整pH为7.0，温度为50℃，再添加沙雷肽酶，添加量为10万U/L，酶解时间为5h，灭酶，然后通过过滤网进行过滤，过滤网孔径为200目，去除絮状物和不溶颗粒，收集滤过液，即得。
50L全自动发酵罐中装液量30L发酵培养基，菌株选用黄色短杆菌XQ90；将黄色短杆菌按照5%的接种量接入到发酵培养基中，接种浓度为2g/L，发酵温度：0-18h 为31℃，18h-结束为34℃，通风比1:0.7，搅拌转速300r/min，发酵总时间为60h，得到赖氨酸发酵液；发酵过程中，通过流加500g/L的葡萄糖溶液维持残糖含量在5-10g/L，通过流加300g/L的硫酸铵溶液维持氨氮含量为1-2g/L，流加氨水控制 pH7.0-7.2，流加消泡剂消泡；
往赖氨酸发酵液中加盐酸调pH至5.5，利用高速碟片离心机以4000rpm离心5min进行固液分离，收集分离液，将分离液经过板式蒸发器，控制54℃，使分离液蒸发至30-40%，采用卧式离心机以5000rpm离心3min，收集液体；将液体打入到脱色罐中进行脱色，活性炭的添加量为0.5%（w/v,即100ml液体中添加0.5g活性炭），脱色时间为90min，然后经过超滤膜（截留分子量为1000Da）进行过滤，收集滤液，再用盐酸调节pH为7.0 后进入四效连续蒸发结晶器，离心分离，得到湿晶体和母液；最后将湿晶体烘干，即得；运行过程中，四效连续蒸发结晶器蒸汽压力控制在0.35MPa，一效温度90℃、二效温度为80℃、三效温度为65℃、四效温度
55℃，出料浓度25Be°；通过HPLC检测所得产物中赖氨酸的含量为98.8％。
组别3：不添加葡萄糖淀粉酶，其余同实施例1；
组别4：本发明实施例1。
1 103.6 48.6
2 85.1 37.1
3 78.5 42.6
4 127.3 57.9
结论：如表1所示，采用微波辅助酶解的方式，能够降低纤维素、淀粉以及蛋白的结合程度，提高了蛋白的浸出率，有利于后续的水解反应，纤维素酶和葡萄糖淀粉酶能够有效地降解纤维素和淀粉，转化为可被微生物可以利用的还原糖，从而达到提供碳源的目的。
1 147.4 49.3
2 156.7 51.2
3 155.9 50.8
4 150.1 49.9
5 146.4 49.4
如表2所示，菌体蛋白初级水解液和玉米酒糟初级水解液在1:1时制备的水解产物，发酵产赖氨酸产量最高，糖酸转化率也最高，随着比例的增大，赖氨酸产量和糖酸转化率均有所下降；可能原因是，选择菌体蛋白初级水解液和玉米酒糟初级水解液在1:1-2时得到的水解产物中氮源和碳源最为合理，而且降低了成本，优于现有技术常用的培养基类型1。
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