专利名称:含有l－赖氨酸作为主要成分的干燥颗粒状产物的制作方法
发明背景为了提高L-赖氨酸在固体基质中的含量，可以考虑采用根本不含平衡离子的L-赖氨酸的结晶或干燥产物的基质作为动物饲料的添加剂。然而，L-赖氨酸基质表现出显著的吸湿和结块的特性的问题，这样它的处理就困难了。
一种提高干燥产物的吸湿和结块特性的方法，例如，一种加入一种预期的抗结块剂的方法如公开号为9-28310的日本专利揭露的。然而，抗结块剂的加入的结果是最终产物含量减少和经济上的不利。
发明概述本发明的一个目的是提供一种含L-赖氨酸的干燥颗粒状产物，其通过减少干燥的L-赖氨酸产物中平衡离子以提高L-赖氨酸的含量并具有低吸湿性和低结块性的特性。
为了实现上述目的本发明的发明人进行了广泛的研究。结果是，他们发现通过调整从发酵液中获得的含L-赖氨酸的发酵液和液体的阴离子/L-赖氨酸到一个相对的比率如0.68到0.95，并将获得的液体颗粒化或干燥，可以获得高含量的L-赖氨酸并显示出低吸湿和低结块的特性。本发明的发明人进一步发现平衡阴离子如硫酸根离子的量通过在发酵中二氧化碳的产生而不是平衡阴离子而减少。本发明的发明人还发现，具有高L-赖氨酸含量并具有低吸湿性和低结块性的特性的干燥颗粒状产物，也可以通过上述方法获得。本发明是基于这些发现完成并提供下列内容1)一种含L-赖氨酸的干燥的颗粒状产物，并具有下列组成L-赖氨酸在固体基质中的含量40到85％重量比阴离子/L-赖氨酸的当量比0.68到0.95湿度含量5％或更少重量比其中阴离子/L-赖氨酸的当量比是与下列方程式计算值一致，通过用在干燥颗粒状产物的固体基质中的L-赖氨酸(L-Lys)含量，硫酸根离子含量，氯离子含量，铵离子含量，钠离子含量，钾离子含量，镁离子含量和钙离子含量来计算阴离子/L-赖氨酸的当量比＝(2×[SO42-]+[Cl-]-[NH4+]-[Na+]-[K+]-2×[Mg2+]-2×[Ca2+])/[L-Lys]其中[]表示为分子浓度。2)一种制备含L-赖氨酸的干燥颗粒状产物的方法，具有下列组成L-赖氨酸在固体基质中的含量40到85％(重量比)阴离子/L-赖氨酸的当量比0.68到0.95湿度含量5％或更少(重量比)其中该方法包括将盐酸，硫酸或阴离子/L-赖氨酸的当量比大于0.95的L-赖氨酸的液体加入到阴离子/L-赖氨酸的当量比小于0.68的L-赖氨酸原料液中，以调整原料液的阴离子/L-赖氨酸的当量比到0.68至0.95的范围中，并从获得的L-赖氨酸液体或其浓缩物中获得干燥的颗粒状产物的步骤。3)依照2)的方法，其中L-赖氨酸的原料液是通过在阳离子交换树脂上用含L-赖氨酸的水成液体填载而获得，以至于L-赖氨酸将在树脂上被吸收，并用氨水，氯化铵溶液或它们两者在树脂上洗脱被吸收的L-赖氨酸。4)依照2)或3)的方法，其中L-赖氨酸溶液的阴离子/L-赖氨酸的当量比高于0.95，是一种积累了L-赖氨酸的发酵液。5)一种制备含L-赖氨酸的干燥颗粒状产物的方法，其包括下述步骤在需氧条件下在液体培养基中培养具有产L-赖氨酸能力的微生物，在培养基中产生并积累L-赖氨酸，并从培养基中获得干燥颗粒状产物，其中进行培养以获得含L-赖氨酸的发酵溶液，其中培养基的pH值在培养过程中被控制在6.5至9.0，在培养的末期为7.2至9.0，发酵罐中的压力在培养过程中被控制为正压，二氧化碳或含二氧化碳的混合气体被补充到培养基中，以至于在培养基中存在量为2g/L或更多的碳酸氢根离子和/或碳酸根离子，如果必要，将盐酸，硫酸或阴离子/L-赖氨酸的当量比大于0.95的L-赖氨酸溶液加入到发酵液中，以使发酵液的阴离子/L-赖氨酸的当量比在0.68至0.95的范围内，并在压力减少下浓缩发酵液，获得的浓缩物是颗粒状并是干燥的，含L-赖氨酸的干燥颗粒状的产物具有下列组成L-赖氨酸在固体基质中的含量40到85％(重量比)阴离子/L-赖氨酸的当量比0.68到0.95湿度含量5％或更少(重量比)发明详述此后，本发明将被详细的解释。
本发明的含L-赖氨酸的干燥颗粒状产物具有下列组成1)L-赖氨酸在固体基质中的含量40到85％(重量比)2)阴离子/L-赖氨酸的当量比0.68到0.953)湿度含量5％或更少(重量比)常规的以L-赖氨酸为主要成分的干燥颗粒状产物会遇到游离L-赖氨酸含量减少的问题。另一方面，本发明的干燥颗粒状产物的一个特征是保持了高的游离L-赖氨酸的含量，因为作为L-赖氨酸的平衡离子的多余含量是不存在的。在干燥颗粒状产物中的固体基质的基础上，本发明的干燥颗粒状产物中L-赖氨酸的含量是40到85％，优选50到85％，更优选60到85％(重量比)。将阴离子/L-赖氨酸当量比较低的L-赖氨酸溶液调整到预先确定的值后，通过颗粒化和干燥获得一定含量的L-赖氨酸。
通过调整L-赖氨酸发酵液或从L-赖氨酸发酵液中收集的L-赖氨酸原料液的阴离子/L-赖氨酸的当量比至0.68到0.95，优选0.68到0.90，更优选0.68到.86，可以在上述定义的范围内获得一定量的含L-赖氨酸的干燥颗粒状产物，并从获得的L-赖氨酸溶液或其浓缩液中获得干燥颗粒状产物。
在本发明中，阴离子/L-赖氨酸的当量比是指依照下列方程式的计算值，通过用在固体基质的干燥颗粒状产物中的L-赖氨酸(L-Lys)含量，硫酸根离子含量，氯离子含量，铵离子含量，钠离子含量，钾离子含量，镁离子含量和钙离子含量来计算阴离子/L-赖氨酸的当量比＝(2×[SO42-]+[Cl-]-[NH4+]-[Na+]-[K+]-2×[Mg2+]-2×[Ca2+])/[L-Lys]其中[]表示为分子浓度。
为了调整阴离子/L-赖氨酸的当量比到上述范围，例如，盐酸，硫酸或阴离子/L-赖氨酸的当量比高于0.95的L-赖氨酸溶液，可以加入到阴离子/L-赖氨酸的当量比低于0.68的L-赖氨酸原料溶液。
具体来说，其是一种用酸中和L-赖氨酸碱性溶液的方法，一种通过发酵生产L-赖氨酸的方法，将阴离子/L-赖氨酸的当量比低于0.95的L-赖氨酸溶液加入到阴离子/L-赖氨酸的当量比高于0.95的发酵液中，通过发酵生产L-赖氨酸的过程中用碳酸盐作为平衡离子的方法，颗粒化和干燥阴离子/L-赖氨酸的当量比低于0.95的碳酸氢盐发酵液，等等。
这里所指阴离子/L-赖氨酸的当量比高于0.95的L-赖氨酸溶液，表示其中L-赖氨酸溶液的pH值在中性到酸性范围内，例如，通过可以应用的通常的发酵方法而获得含L-赖氨酸的发酵溶液。阴离子/L-赖氨酸的当量比高于0.95的L-赖氨酸发酵液不适于获得含高L-赖氨酸含量的干燥的颗粒状产物。另一方面，如果阴离子/L-赖氨酸的当量比低于0.68的L-赖氨酸溶液被颗粒化和干燥，产物显示出明显的吸湿特性和结块的特性，这样它的处理就变得困难了。然而，溶液的阴离子/L-赖氨酸的当量比通过混合阴离子/L-赖氨酸的当量比高于0.95的L-赖氨酸发酵液被调整在0.68到0.95的范围内，并将该溶液颗粒化和干燥，获得一种低结块性和低吸湿性的干燥颗粒状产物。
为了通过酸中和L-赖氨酸碱性溶液的方法获得本发明的干燥颗粒状产物，例如，应用下列过程。
将一种无机酸如盐酸和硫酸加入到L-赖氨酸的碱性溶液的原料液中，以制备阴离子/L-赖氨酸的当量比被调整到0.68到0.95的溶液。然后，溶液被浓缩或原样地被颗粒化和干燥，以获得本发明的干燥颗粒化产物。
在其中使用的L-赖氨酸的碱性溶液的原料液，可以通过加载发酵、化学合成等生产的L-赖氨酸的溶液获得。将L-赖氨酸吸附到阳离子交换树脂上，然后用氨水洗提并通过减压蒸馏的方法除去氨浓缩所获得的L-赖氨酸溶液。
作为通过发酵生产L-赖氨酸的方法，在含有至少一种碳源，至少一种氮源、矿物质、氨基酸、维生素、微量金属元素等的发酵介质中，培养具有生产L-赖氨酸能力的微生物。在发酵时，维持中性pH值，并进行了足够的搅拌和供氧。
如上所述采用阳离子交换树脂方法从发酵溶液中提纯获得的L-赖氨酸溶液，它的阴离子/L-赖氨酸的当量比小于0.68。
具有生产L-赖氨酸能力的微生物并不特别限定，任何能够生产L-赖氨酸的微生物都可以使用。所使用的微生物的例子包括例如coryneform bacteria和属于埃希氏菌属的细菌，沙雷氏菌属或芽孢杆菌属，本发明的方法并不局限于这些微生物。
具有生产L-赖氨酸能力的escherichia coli大肠杆菌菌株的特例包括大肠杆菌Escherichia coli W3110(tyrA)/pCABD2(国际专利公开WO95/16042)等。Escherichia coli W3110(tyrA)/pCABD2是一种通过引入质粒pCABD2进入W3110(tyrA)的菌株，这种质粒含有L-赖氨酸生物合成路径的酶的编码基因。W3110是Escherichia coli大肠杆菌(它命名为AJ12604，保藏在国际贸易和工业部，工业科学和技术局，国家生物科学和人类技术学院)(国际专利有机物保藏所，国家先进工业科学和技术学院的独立行政协会)(地址邮码305-8566，Chuo Dai-6，1-1 Higashi 1-Chome，Tsukuba-shi，Ibaraki-ken，Japan)tyrA不完全菌株，在1991年1月28日获得序列号FERMP-11975，并转变为1987年10月29日布达佩斯条约提供的国际保藏号是FERM BP-3579)。
质粒pCABD2含有编码在118位置组氨酸残基突变为酪氨酸的突变株dihydrodipicolinate二氢吡啶二羧脂合酶的基因并由L-赖氨酸反馈抑制而脱敏，它含有编码突变株天冬氨酸激酶III的苏氨酸残基在位置352变异到异亮氨酸残基的基因并由L-赖氨酸反馈抑制而脱敏，和编码二氢二吡啶dihydro dipicolinate残基和二氨基庚二酸脱氢酶的基因。
大肠杆菌E.coli W3110(tyrA)菌株可以按照如下描述获得。许多菌株通过由欧洲专利公开号488424/1992所揭露的将质粒导入到W3110(tyrA)菌株中而获得。例如，由导入质粒pHATerm而获得的菌株命名为E.coliW3110(tyrA)/pHATerm，并保藏在国家生物科学和人类技术研究所，国家工业科学和技术局，保藏号为FERMBP-3653。W3110(tyrA)菌株也可以通过由E.coliW3110(tryA)/pHATerm菌株消化质粒pHATerm而获得。质粒的消化可以按照常规的方法进行。
属于沙雷氏菌属的产生L-赖氨酸的细菌包括属于通过导入一个具有突变(其通过L-赖氨酸而使反馈抑制减敏)且编码的DNA进入细胞而完成转化的沙雷氏菌属，和属于含有L-赖氨酸不敏感的反馈抑制的冬氨酸激酶的沙雷氏菌属的细菌。(国际专利公开号WO96/41871)在本发明中，作为一种获得干燥颗粒状产物的方法，可以使用常用的获得含有L-赖氨酸的干燥颗粒状产物的方法，其没有特别的限制。获得干燥颗粒状产物方法的例子包括如上所述的首先固化L-赖氨酸溶液并颗粒化这些固化的产物，直接颗粒化的方法和使用植种的干燥这些溶液的方法等等。
在前述方法中，固化L-赖氨酸溶液的方法可以使用喷雾干燥器、鼓干燥器、旋转干燥器等等。获得的含有L-赖氨酸的固体能够使用各种颗粒化设备例如颗粒化混合器，流态床颗粒装置、滚动颗粒器等使其颗粒化。在其中如果使用调节好的当量比例的阴离子/L-赖氨酸溶液作为颗粒封闭剂，能够容易使其颗粒化。
另一方面，使用植入晶种干燥L-赖氨酸的直接颗粒化的方法能够用于直接干燥和颗粒化L-赖氨酸溶液，前面提到的含有L-赖氨酸的颗粒化产物被作为在流态床颗粒过程中中作为植入的晶种使用，并将L-赖氨酸溶液喷到床上。前面提到的含有L-赖氨酸的颗粒状产物可以作为植入晶种使用，例如流态床上获得的部分颗粒状产物能够作为基础，作为植入晶种使用。
使用这两种方法获得干燥的颗粒产物的湿度应为5％或更少的重量百分比。
在通过发酵生产的L-赖氨酸原料液之后，当加入阴离子/L-赖氨酸的当量比小于0.95的L-赖氨酸碱性溶液时，本发明获得了干燥的颗粒产物的方法如下。首先，前述L-赖氨酸碱性溶液加入到发酵溶液中，在溶液中L-赖氨酸被积累制备含有预定的阴离子/L-赖氨酸当量比的成分的溶液。这种溶液在浓缩被颗粒化或直接颗粒化并干燥获得本发明的干燥颗粒产物。
为了通过发酵生产含有低于0.95的当量比的阴离子/L-赖氨酸的L-赖氨酸碱性溶液，能够使用前述通过发酵生产L-赖氨酸的方法。
在本发明的干燥颗粒产物的生产上，虽然在肉汤培养基中的细胞可以除去或也可以不除去，细胞除去更好，因为细胞的去除提高了L-赖氨酸在本发明干燥颗粒产物中的含量。作为除去肉汤培养基中的细胞的方法，离心分离、过滤、沉淀等都可以使用。
作为颗粒干燥方法，前述颗粒干燥方法也可以使用。
当通过发酵生产L-赖氨酸，然后进行脱碳酸基，使用碳酸盐作为L-赖氨酸的平衡离子的方法时，获得本发明的干燥颗粒产物举例如下。
在富氧条件下具有产生L-赖氨酸能力的菌株在介质中培养发酵，利用碳酸根离子或碳酸氢根离子作为L-赖氨酸的主要的平衡离子，获得的发酵溶液作为原料并通过脱碳酸基获得减少了阴离子/L-赖氨酸当量比的L-赖氨酸溶液。上面描述的获得L-赖氨酸溶液的优选条件是阴离子/L-赖氨酸的当量比的范围在0.68到0.95。如果阴离子/L-赖氨酸的当量比高于或低于这个范围，盐酸、硫酸或比0.95更高或比0.68更低的L-赖氨酸溶液应加入L-赖氨酸原料液中，按照需要调节阴离子/L-赖氨酸的当量比到预定的范围内。
前述方法中具有生产L-赖氨酸能力的微生物并不特别限定，任何具有生产L-赖氨酸的微生物都可以使用。例如上面描述的微生物。
在本发明的方法中具有生产L-赖氨酸的微生物在富氧条件下在介质中培养，碳酸根离子、碳酸氢根离子或两者都可以作为L-赖氨酸的主要平衡离子使用，举例如下。
这就是说，在培养时培养基的pH值控制在6.5到9.0，优选6.5到8.0，培养的末期pH在7.2到9.0之间。而且，在培养时发酵槽中的压强控制为正压，含有二氧化碳或含有二氧化碳的混合物输入培养基，从而在培养期间碳酸氢盐和/或碳酸根离子以2g/l或更多的浓度存在于培养基中。“培养期间碳酸氢盐和/或碳酸根离子以2g/l或更多的浓度存在于培养基中”并不意味着在整个培养期间存在2g/l或更多的离子，而是表示在培养期间某些阶段应存在2g/l或更多的离子。在从对数生长期到稳态相的期间离子优选以2g/l或更多的含量存在。
本发明中，如果控制的pH值增加，平衡发生变化，因此在肉汤培养基中单价的阴离子、HCO3-应转化为双价的阴离子，CO32-，并且这些离子作为平衡离子更为有效。当用氨水控制pH值时，增加pH值导致氨水的供给，这也是L-赖氨酸发酵的氮的一个来源。从培养基组分中产生的不是L-赖氨酸的阳离子K、Na、Mg、Ca构成了总阳离子的50％或少一些。
在发酵期间，为了在发酵槽获得正压，例如，可以引入高于排气压的气压的气体。通过在发酵槽中使用正压，发酵产生的二氧化碳被溶解到肉汤培养基中，产生碳酸氢盐或碳酸根离子，它们可以作为L-赖氨酸的平衡离子。发酵槽中的压强为0.03到0.2MPa，优选0.05到0.15MPa。
通过输入二氧化碳或含有二氧化碳的混合气体将二氧化碳溶解在肉汤培养基中。当将二氧化碳或含有二氧化碳的混合气体输入肉汤培养基中时发酵槽的压强维持正压。
为了维持发酵槽中的压强为正压，例如，输入气体压强高于排出气体的压强。当二氧化碳输入肉汤培养基时，例如，二氧化碳或含有5％(体积百分比)或更多的二氧化碳能够通过吹泡进入肉汤培养基。
培养基使用的液体介质并不特别限制，取决于使用的微生物的含有有机和无机营养剂例如碳源和氮源以及痕量营养物的常规介质都能使用。碳源可以是任何微生物能够吸收的碳源。例如蔗糖、葡萄糖、果糖、糖蜜、淀粉水解产物等糖类，例如醋酸这样的有机酸，例如乙醇和甲醇这样的醇类。氮源例如氨离子这样的无机物质，蛋白水解物和酵母萃取物。微量营养物包括氨基酸、维生素和微量金属元素。
发酵计划并无特别限制，可以使用其中不外加培养基的任何分批培养，当起始糖类消耗后的再加培养基培养和培养基体积超过可使用的发酵桶容积时抽提培养基的连续培养。
虽然可以按照使用的微生物选择合适的培养温度，但一般是选择在25到45℃，优选30到40℃。另外，在发酵期间应有充分的搅拌和足够的供氧。
常规方法中，为了作为L-赖氨酸的平衡离子使用，通常加入硫酸铵、氯化铵、蛋白质的硫酸分解产物或盐酸分解产物到培养基中，并通过这些物质提供硫酸根离子和盐酸根离子给培养基。因此，在培养期间，弱酸碳酸根离子的浓度是极其低的ppm级。但是本发明的特点是在发酵期间通过降低硫酸根离子和盐酸根离子从而使微生物分泌的二氧化碳溶解到培养基中产生平衡离子。因此，在本发明中没有必要加入超过微生物生长的硫酸根离子和盐酸根离子。优选在培养的早期阶段加入最佳的硫酸铵或类似的物质到培养基中，培养过程中终止加入。可供选择的方法是当维持培养基中溶解的碳酸根离子或碳酸氢根离子平衡时加入硫酸铵或类似的物质。而且，氨水也可以加入到培养基中作为L-赖氨酸的氮的来源。
如果硫酸铵加入到培养基中作为L-赖氨酸的平衡离子，肉汤培养基中的二氧化碳通常采用硫酸根离子去除。与此对照，本发明不需要加入过量的硫酸铵到培养基中，因此二氧化碳能够易于溶解到发酵溶液中。
与通常通过发酵方法生产的L-赖氨酸相比，本发明获得的含有L-赖氨酸的发酵溶液含有5％到80％的碳酸根离子或碳酸氢根离子。采用加热生成二氧化碳的方法能够去除这些碳酸盐或碳酸氢根离子，这些肉汤培养基放在减压条件下，或在减压条件下加热。因此，L-赖氨酸放在发酵溶液的固态物质中的含量得到增加。加热温度可以是40℃或者更高，优选60℃到90℃。减压为600kPa或更低，优选0.04MPa到0.2MPa.。
这会造成肉汤培养基中的阴离子/L-赖氨酸的当量比降低到0.20到0.95。这些残余的平衡离子由加入到培养基中的硫酸根离子和盐酸根离子组成。
然后，阴离子/L-赖氨酸的当量比通过加入诸如盐酸和硫酸无机酸或阴离子/L-赖氨酸的当量比高于0.95的L-赖氨酸溶液，调节到0.68到0.95。
在阴离子/L-赖氨酸的当量比调节后，L-赖氨酸溶液可以颗粒化并干燥从而获得干燥的颗粒产品。而且颗粒化干燥过程中可以使用前述的颗粒干燥方法。
本发明含有高浓度L-赖氨酸的干燥的颗粒产品具有良好的吸湿性能和结块性能。
实施例下面，本发明将通过参照下列例子进行更详细的说明。
实施例1L-赖氨酸原料的碱性溶液的阴离子/L-赖氨酸当量比采用硫酸调节，并生产干燥颗粒产品。
采用产生L-赖氨酸的细菌Escherichia coli W3110(tyra)/pcABD2(国际专利公开号WO95/16042)进行发酵，培养基有如下成分。
葡萄糖100g/L，硫酸铵60g/L，KH2PO4，1g/L，MgSO4·7H2O 0.4g/L，FeSO4·7H2O 10mg/L，MnSO4·4H2O 8.1mg/L，维生素H 300μg/L，维生素B1 200μg/L，大豆蛋白水解产物(总氮含量3.2％)35ml/L，L-蛋氨酸200mg/L，碳酸钙50g/L，pH7.0。
产生L-赖氨酸菌株在前述培养基中在36℃下培养72小时。在完成培养后，获得10L含有L-赖氨酸肉汤培养基。
用硫酸调节这些肉汤培养基的pH值3.0，然后加载到阳离子交换树脂，DIAION SK1BL(mitsubishi chemical)，L-赖氨酸应该吸附在树脂上。在L-赖氨酸吸附后，用水冲洗树脂，用氨水洗提L-赖氨酸。然后采用旋转蒸发仪浓缩含L-赖氨酸的洗提液，直到L-赖氨酸的浓度达到50％从而获得L-赖氨酸碱性溶液。
然后，加入硫酸(98％，指定级别)调节L-赖氨酸碱性溶液的阴离子/L-赖氨酸的当量比为0.6984。于是，获得了颗粒干燥种子溶液。
使用喷雾干燥器(Pulvis GB22，Yamato Scientific)干燥体积为1L的部分颗粒干燥物料溶液获得粉末。将得到颗粒作为接种颗粒和未在喷雾干燥器中干燥的其余颗粒干燥物料溶液作为粘结剂溶液，输入颗粒干燥器(SPIR-A-FLOW，freund)，进行颗粒干燥获得干燥颗粒产品。
实施例2用盐酸调节L-赖氨酸碱性溶液的阴离子/L-赖氨酸的当量比，并生产干燥颗粒产物。
盐酸(36％，特别级别的试剂)加入按照例1相同方式获得的L-赖氨酸碱性溶液，调节阴离子/L-赖氨酸的当量比为0.6903.然后，按照例1相同的方式进行颗粒化干燥获得干燥的颗粒产品。
对比例1不调节阴离子/L-赖氨酸当量比，按照例1相同方式使用L-赖氨酸碱性溶液进行颗粒化干燥从而获得干燥的颗粒化产品。
对比例2按照例1同样的方式加入硫酸到按照例1同样的方式获得的L-赖氨酸碱性溶液中，调节阴离子/L-赖氨酸的当量比为0.9622。然后按照例1同样的方式进行颗粒干燥以获得干燥的颗粒产品。
为了测量平衡湿度，测量获得的干燥颗粒产品中L-赖氨酸的含量和平衡湿度，评估产品的结块性能。在25℃温度条件下在不同相对湿度的环境下储存7天，每项产品的湿度作为平衡湿度。
为了评估结块性能，经过筛后获得直径为425μm到600μm的样品放入直径为37mm的苯乙烯瓶中在25℃温度条件下在不同相对湿度的环境下储存7天。然后，按照如下评估标准评估结块性能。试验结果见表1到3。
◎只有在容器倾斜时样品才流动。
○ 轻微冲击，样品开始流动。
△冲击几次，样品开始流动。
×连续冲击，样品开始流动。
××即使连续冲击，保持不动。
表1 L-赖氨酸含量
表2 平衡湿度测量结果
表3 结块性能的评估结果
由表可知，例1中阴离子/L-赖氨酸的当量比调节到0.6984，吸水性能和结块性能并没有下降，与对比例2相比，L-赖氨酸的含量提高了。而且，在对比例1中虽然与例1相比L-赖氨酸的含量得到了提高，吸水性能增强，结块性能明显下降，因此储存稳定性不可能可靠。因此，当L-赖氨酸含量、吸水性能和结块性能一起评估时，例1的干燥颗粒产品是很好的。
例2中阴离子/L-赖氨酸的当量比调节到0.6903时，可以肯定吸湿性能和结块性能不会下降，与对比例2相比L-赖氨酸的含量提高了。
实施例3通过使用L-赖氨酸碱性溶液调节L-赖氨酸发酵溶液的阴离子/L-赖氨酸当量比，生产干燥颗粒产品。
采用实施例1同样的发酵方法生产L-赖氨酸。培养肉汤离心分离沉淀细胞获得上清液。然后，在旋转蒸发仪(EYELA ROTARY VACUUM EVAPORATORN-3NW)浓缩上清液直到固体物质的浓度为55％。
采用例1的相同方法加入上述浓缩L-赖氨酸碱性溶液，使阴离子/L-赖氨酸的当量比为0.8383。获得的溶液作为颗粒干燥输入溶液。
使用喷雾干燥器(Pulvis GB22，Yamato Scientific)干燥体积为1L的部分颗粒干燥物料溶液获得粉末。将得到颗粒作为接种颗粒和未在喷雾干燥器中干燥的其余颗粒干燥物料溶液作为粘结剂溶液，输入颗粒干燥器(SPIR-A-FLOW，freund)，进行颗粒干燥获得干燥颗粒产品。
对比例3在发酵、除去细胞和按照例3相同的方式浓缩后，将按照例1相同方式生产的L-赖氨酸碱性溶液加入浓缩液，使浓缩液的阴离子/L-赖氨酸当量比是0.4302并作为颗粒干燥种子溶液使用。然后按照例1相同方式进行颗粒干燥获得干燥的颗粒产品。
对比例4在按照例3相同的方式进行发酵、除去细胞和浓缩后，不调节阴离子/L-赖氨酸的当量比，将获得的浓缩液进行颗粒干燥。干燥的颗粒产品的阴离子/L-赖氨酸当量比是1.0772。
例3、对比例3和例4中获得的干燥颗粒产品的L-赖氨酸含量、平衡湿度和结块性能评估如表4到表6所示。
表4 L-赖氨酸含量
表5 平衡湿度测量结果
表6 结块性能的评估结果
虽然与对比例3相比，例3的产品具有更低的L-赖氨酸含量，但可以看出例3有更低的平衡湿度和更低的吸湿性能。例3的产品的结块性能比对比例3的产品也更好。
而且例3的产品比对比例4的产品有更高的L-赖氨酸含量，更低的吸湿性能和更低的结块性能。
例4通过调节发酵条件(1)调节阴离子/L-赖氨酸的当量比(1)产生L-赖氨酸细菌的接种培养含有45g/L葡萄糖，15g/L糖蜜，2g/L(作为氮源)大豆蛋白水解产物，2g/L的KH2PO4，5.6g/L的NaOH，10g/L的硫酸铵，0.8g/L的MgSO4·7H2O，20mg/L·FeSO4·7H2O，20mg/L的MnSO4·4H2O，0.8mg/L的盐酸硫胺素和0.2mg/L的维生素H(pH6.0)的培养基300ml，输入到1L的小的玻璃发酵槽中并加热到120℃消毒20分钟。在发酵槽冷却到31.5℃后，将5个事先在LB盘上生长了24个小时的乳发酵短杆菌ATCC 31269(参考美国专利4,066,501)的白金圈，接种到培养基中，在31.5℃和pH7.0的条件下，在充分通风和搅拌下培养30个小时。
(2)主要培养过程含有30g/L葡萄糖，45g/L糖蜜，2g/L大豆蛋白水解产物(作为氮源)，1.4g/L的磷酸，1.2g/L的NaOH，30g/L的硫酸铵，1.5g/L的MgSO4·7H2O，15mg/L FeSO4·7H2O，15mg/L的MnSO4·4H2O，5mg/L的盐酸硫胺素和0.75mg/L的维生素H(pH6.0)的培养基300ml，输入到1L的小的玻璃发酵槽中并加热到120℃消毒20分钟。在发酵槽冷却到31.5℃后，取45mL的上述种子培养基接种到这培养基中，在34℃并有1/2vvm的通风和充分搅拌的条件下培养。
在预定量的如下接种培养基输入培养肉汤中后，当培养肉汤中的糖类完全消耗时培养就完成了。培养开始时pH7.0逐渐变化到8.0。同时槽中的压强从0变化到0.12MPa。
含有530g/L葡萄糖，1.4g/L大豆蛋白水解产物(作为氮)，1.0g/L的KOH，44g/L的氯化铵，0.3g/L的MgSO4·7H2O，0.35mg/L的盐酸硫胺素和0.35mg/L的维生素H(pH5.5)的培养基。
在完成培养后，发酵溶液阴离子/L-赖氨酸的平衡当量比为0.7518.
离心所述培养肉汤，以沉淀细胞获得上清液，上清液在旋转蒸发仪(EYELAROTARY VACUUM EVAPORATOR N-3NW)中浓缩到固体物质的浓度为55％。
然后，将一半体积的浓缩液采用喷雾干燥器(Pulvis GB22，Yamato Scientific)喷雾干燥。将所获得的粉末作为种子颗粒、未在喷雾干燥器内干燥的所余浓缩液作为粘结剂溶液，输入颗粒干燥器(SPIR-A-FLOW，Freund)进行颗粒干燥，获得干燥颗粒产品。
例4、对比例3和4获得的干燥颗粒产品的L-赖氨酸含量和平衡湿度含量测量值和结块性能如表7到9所示。
表7 L-赖氨酸含量
表8 平衡湿度含量测量结果
表9 结块性能评估结果
与对比例4的产品相比，例4获得的干燥颗粒产品具有更高的L-赖氨酸含量。而且，虽然例4的产品有稍微高的平衡湿度含量，表明有较低的结块性能，可以认为在实际使用中不会引起问题。
另外，虽然例4的干燥颗粒产品与对比例3相比L-赖氨酸含量较低，但尽管在相对湿度为58％的条件下，例4的产品也没有显示明显的结块性，而对比例3表明具有强的结块性。例5通过发酵条件(2)调节阴离子/L-赖氨酸当量比(1)产生L-赖氨酸的细菌的接种培养含有40g/L葡萄糖，0.6g/L大豆蛋白水解产物(作为氮)，1g/L的KH2PO4，5.6g/L的NaOH，1.0g/L的硫酸铵，10mg/L FeSO4·7H2O，10mg/L的MnSO4·4H2O(pH6.0)的培养基300ml，输入到1L的小的玻璃发酵槽中并加热到120℃消毒20分钟。在发酵槽冷却到31.5℃后，5个事先在LB盘上生长了24个小时的Escherichia coli W3110(tyrA)/pCABD2(国际专利WO95/16042)的白金圈接种到培养基中，在37℃和pH6.7的条件下，在充分通风和搅拌下培养24个小时。
(2)主要培养过程含有30g/L葡萄糖，0.4g/L大豆蛋白水解产物(作为氮)，0.5g/L的KH2PO4，20g/L的硫酸铵，1.0g/L的MgSO4·7H2O，30mg/L FeSO4·7H2O，30mg/L的MnSO4·4H2O(pH5.0)的培养基300ml，输入到1L的小的玻璃发酵槽中，并加热到120℃消毒20分钟。在发酵槽冷却到31.5℃后，50mL的上述种子培养基接种到这培养基中，在34℃并有1/2vvm的通风和充分搅拌的条件下培养。
当培养肉汤中的糖类浓度变为5g/L或更低，按照例1相同的方式，用日本专利5-30985描述的方法，输入760g/L葡萄糖的溶液。根据pH值和溶解氧浓度的测量探测碳源的消耗情况，输入培养基以维持碳源的浓度在培养肉汤中为5g/L或更低。
在预定量的培养基输入后，当培养肉汤的糖类完全消耗时，培养就完成了。在pH6.7时开始培养，pH逐渐变为8.0。同时，槽内的压强从0变为0.1Mpa。
在完成培养后，发酵溶液的阴离子/L-赖氨酸的当量比为0.8574。
离心培养肉汤，沉淀并分离细胞获得上清液，上清液在旋转蒸发仪(EYELAROTARY VACUUM EVAPORATOR N-3NW)中浓缩到固体物质的浓度为55％。然后，将一半体积的浓缩液采用喷雾干燥器(Pulvis GB22，YamatoScientific)喷雾干燥。将所获得的粉末作为种子颗粒、未在喷雾干燥器干燥的所余浓缩液作为粘结剂溶液，输入颗粒干燥器(SPIR-A-FLOW，Freund)进行颗粒干燥，获得干燥颗粒产品。
例5、对比例3和4获得的干燥颗粒产品的L-赖氨酸含量和平衡湿度含量测量值和结块性能如表10到12所示。
表10 L-赖氨酸含量
表11 平衡湿度含量测量结果
表12 结块性能评估结果
与对比例4的产品相比，例5获得的干燥颗粒产品具有更高的L-赖氨酸含量。而且，虽然根据平衡湿度含量例4的产品有稍微高的吸湿性能，它反过来表明有好的结块性能。
另外，虽然例5的干燥颗粒产品与对比例3相比L-赖氨酸含量较低，但尽管在相对湿度为58％的条件下例4的产品也有明显的可流动的性能，而对比例3则表明具有强的结块性。
权利要求
1.一种含L-赖氨酸的干燥颗粒产品其具有如下组成固态物质中的L-赖氨酸含量40％到85％(重量百分比)，阴离子/L-赖氨酸的当量比0.68到0.95，湿度含量5％重量百分比或更低，其中阴离子/L-赖氨酸当量比是按照下列方程采用干燥颗粒产品的固体物质中L-赖氨酸含量、硫酸根离子含量、氯离子含量、氨离子含量、钠离子含量、钾离子含量、锰离子含量和钙离子含量计算获得的值阴离子/L-赖氨酸的当量比＝(2×[SO42-]+[Cl-]-[NH+4]-[Na+]-[K+]-2×[Mg2+]-2×[Ca2+])/[L-Lys][]表示摩尔浓度。
2.一种制备含有L-赖氨酸和如下组成的干燥颗粒产品的方法固体物质中L-赖氨酸的含量40％到85％(重量百分比)，阴离子/L-赖氨酸的当量比0.68到0.95，湿度含量5％重量百分比或更少，这方法包括加入盐酸、硫酸或阴离子/L-赖氨酸当量比大于0.95的L-赖氨酸溶液，到阴离子/L-赖氨酸当量比小于0.68的L-赖氨酸原料液中，以调节原料液的阴离子/L-赖氨酸的当量比到0.68到0.95之间，然后从得到的L-赖氨酸溶液或其浓缩液获得干燥颗粒产品的步骤。
3.按照权利要求
2的方法，通过载入含有L-赖氨酸的水溶液到阳离子交换树脂上，从而使L-赖氨酸吸附到树脂上，并用氨水、氯化铵的水溶液或这两者洗提吸附在树脂上的L-赖氨酸，来获得L-赖氨酸原料溶液。
4.按照权利要求
2或3的方法，含有比0.95更高的阴离子/L-赖氨酸当量比的L-赖氨酸溶液是积累L-赖氨酸的发酵溶液。
5.一种制备含L-赖氨酸的干燥颗粒产品的方法，包括在通风条件下在液体培养基中培养具有生产L-赖氨酸能力的微生物和在培养基中积累L-赖氨酸和从培养基中获得干燥颗粒产品的步骤，其中在进行获得含有L-赖氨酸的发酵溶液的培养过程中，培养基的pH值控制在6.5到9.0之间，在在培养的结束时pH在7.2到9.0之间，发酵槽的压强控制为正压，输入或者二氧化碳或者含有二氧化碳的混合气到培养基中，从而在培养期间培养基中含有2g/L或更多的量的碳酸氢根和/或碳酸根离子，如果必要，加入盐酸、硫酸或具有比0.95更高的阴离子/L-赖氨酸当量比的L-赖氨酸溶液到发酵溶液中，从而使发酵溶液的阴离子/L-赖氨酸的当量比在0.68到0.95之间，发酵溶液在减压条件下浓缩，获得的浓缩液被颗粒化并干燥，以获得含有L-赖氨酸的干燥颗粒产品并具有如下成分固体物质的L-赖氨酸40％到85％(重量百分比)，阴离子/L-赖氨酸的当量比0.68到0.95，湿度含量5％重量百分比或更低。
专利摘要
盐酸、硫酸或具有比0.95更高的阴离子/L－赖氨酸当量比的L－赖氨酸溶液加入到阴离子/L－赖氨酸当量比低于0.68的原料液的L－赖氨酸的溶液中从而使其阴离子/L－赖氨酸的当量比在0.68到0.95之间，然后获得的L－赖氨酸溶液被颗粒化并干燥以获得具有高L－赖氨酸含量的干燥颗粒化产品且其具有较低的结块性能和吸湿性能。
文档编号A23K1/175GKCN1437865SQ03120099
公开日2003年8月27日 申请日期2003年1月25日
发明者栉来武, 森川纯子, 长谷川和宏 申请人:味之素株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan