本发明涉及氨基酸生产，尤其涉及一种培养基及其在微生物发酵生产氨基酸中的应用。
背景技术：
1、支链氨基酸(branch chain amino acid，bcaa)包括缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。其中，l-缬氨酸(l-valine)，化学名称为l-α-氨基异戊酸，分子式为c5h11no2，相对分子质量为117.15。l-缬氨酸呈白色结晶或结晶性粉末，无臭，味苦，在水中25℃的溶解度为88.5g/l，50℃的溶解度为96.2g/l，不溶于冷乙醇、乙醚、丙酮，等电点为5.96，熔点为315℃。
2、l-缬氨酸是人体八种必需氨基酸之一，因其特殊的结构和功能，在人类生命代谢中具有特别重要的地位。l-缬氨酸可以广泛应用于医药工业、食品工业和饲料工业等。其中，在医药工业中，l-缬氨酸可作为氨基酸输液、综合氨基酸制剂的主要成分，可治疗肝功能衰竭、中枢神经系统功能紊乱。在食品工业中，l-缬氨酸可用作食品添加剂、营养增补液及风味剂等。l-缬氨酸同时也可作为氨基酸功能饮料与运动员饮料的重要组成成分，具有形成肌肉、强化肝功能、减轻肌肉疲劳等作用。在饲料工业中，l-缬氨酸对动物的乳腺组织分泌乳汁具有重要的促进作用。
3、目前，l-缬氨酸的生产方法主要包括三种：提取法、化学合成法、微生物发酵法。提取法和化学合成法由于原料来源受到限制、生产成本高、污染环境等问题，难以实现工业化生产。微生物发酵法生产l-缬氨酸具有原料成本低、反应条件温和、容易实现大规模生产等优点，是目前生产l-缬氨酸最主要的方法。但目前l-缬氨酸的生产周期偏长，生产强度仍偏低，不能满足大规模工业化生产需求。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的问题，本发明提供一种培养基及其在微生物发酵生产氨基酸中的应用。
2、第一方面，本发明提供一种培养基，包括：
3、葡萄糖、无机盐、氨基酸和维生素；
4、所述氨基酸由如下几种组成：赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸和丙氨酸。
5、所述维生素包括：
6、维生素b1、维生素b3、维生素b5和生物素。
7、本发明在现有的厌氧发酵培养基的基础上，用成分清晰的氨基酸、维生素替换成分复杂的酵母粉和蛋白胨，进而有效缩短了种子培养周期，提高了缬氨酸的生产效率。
8、进一步地，所述无机盐由如下几种组成：
9、(nh4)2so4或其水合物、kh2po4或其水合物、k2hpo4或其水合物、mgso4或其水合物、feso4或其水合物、mnso4或其水合物、znso4或其水合物、cuso4或其水合物、cocl2或其水合物、na2moo4或其水合物和h3bo3或其水合物。
10、本发明所用无机盐可以是其同形式的各种形式的水合物，或者是其本身。
11、作为一种优选的实施方式，所述无机盐包括：(nh4)2so4、kh2po4、k2hpo4·3h2o、mgso4·7h2o、feso4·7h2o、mnso4·h2o、znso4·7h2o、cuso4·5h2o、cocl2·6h2o、na2moo4·2h2o和h3bo3。
12、作为优选的实施方式，上述无机盐可被同类其他形式的盐替换，如feso4·7h2o可被feso4·h2o替换，cuso4·5h2o可被无水cuso4替换，(nh4)2so4可被nh4cl替换。
13、进一步地，本发明提供一种培养基，包括葡萄糖、无机盐、氨基酸和维生素；
14、所述氨基酸由如下几种组成：赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸和丙氨酸，质量比为(0.5～2):(0.25～2):(0.2～1):(0.05～0.5):(0.1～1)；
15、所述无机盐由(nh4)2so4或其水合物、kh2po4或其水合物、k2hpo4或其水合物、mgso4或其水合物、feso4或其水合物、mnso4或其水合物、znso4或其水合物、cuso4或其水合物、cocl2或其水合物、na2moo4或其水合物和h3bo3或其水合物组成，质量比为(2～10):(2～15):(2～12):(1～5):(1～10):(0.5～5):(0.2～2):(0.1～1):(0.1～1):(0.05～0.5):(0.05～0.5)；
16、所述维生素由维生素b1、维生素b3、维生素b5和生物素组成，质量比为(0.25～2):(0.4～2):(0.25～1.5):(0.2～2)。
17、作为一种优选的具体实施方式，本发明提供一种种子培养基，包括葡萄糖、无机盐、氨基酸和维生素；
18、所述氨基酸由赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸和丙氨酸组成，质量比为(1～1.5):(0.5～1):(0.24～0.5):(0.1～0.2):(0.1～0.2)；
19、所述无机盐由(nh4)2so4、kh2po4、k2hpo4·3h2o、mgso4·7h2o、feso4·7h2o、mnso4·h2o、znso4·7h2o、cuso4·5h2o、cocl2·6h2o、na2moo4·2h2o和h3bo3组成，质量比为(7～8):(3～3.5):(5～6.2):(1.5～2):(2～3):(1～1.5):(0.3～0.9):(0.1～0.3):(0.1～0.3):(0.05～0.15):(0.06～0.1)；
20、所述维生素由维生素b1、维生素b3、维生素b5和生物素组成，质量比为(0.25～0.75):(0.4～0.6):(0.25～0.5):(0.2～0.4)。
21、作为一种优选的具体实施方式，本发明提供一种发酵培养基，包括：葡萄糖、无机盐、氨基酸和维生素；
22、所述氨基酸由赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸和丙氨酸组成，质量比为(0.8～1):(0.5～1):(0.36～0.5):(0.1～0.2):(0.2～0.4)；
23、所述无机盐包括(nh4)2so4、kh2po4、mgso4·7h2o、甜菜碱盐酸盐、feso4·7h2o、mnso4·h2o、znso4·7h2o、cuso4·5h2o、cocl2·6h2o、na2moo4·2h2o和h3bo3，质量比为(4～6):(3～5):(2～3):(0.4～0.6):(4～6):(2～3):(0.6～1.2):(0.2～0.4):(0.2～0.4):(0.05～0.15):(0.06～0.1)；
24、所述维生素由维生素b1、维生素b3、维生素b5和生物素组成，质量比为(0.5～1):(0.4～0.8):(0.25～0.75):(0.2～0.4)。
25、本发明进一步提供所述的培养基在微生物发酵生产氨基酸中的应用。
26、本发明进一步提供所述的培养基在提高微生物发酵生产氨基酸的效率中的应用。
27、进一步地，所述微生物包括肠杆菌、谷氨酸棒杆菌、芽孢杆菌或短杆菌中的一种或多种；
28、所述氨基酸为支链氨基酸，优选为缬氨酸。
29、进一步地，所述肠杆菌科细菌为埃希氏菌属大肠杆菌(escherichia coli)，优选为大肠杆菌atcc8739、大肠杆菌atcc25922或大肠杆菌atcc35150中的一种或多种，或其衍生菌种。
30、进一步对，所述发酵的条件包括：
31、在0-24h，培养温度为37℃，在24-32h，培养温度为37.5℃，在32-48h，培养温度为38℃。
32、本发明中用的专业术语：
33、厌氧发酵：是指生产菌种在不通入任何气体，或通入不含氧气的其他气体的条件下，通过无氧呼吸来实现生长和生产目的产物的过程。
34、清水发酵配方：是指配方完全由已知成分组成，能够精确定量每一种成分的含量或浓度，配方中不含类似于酵母粉、蛋白胨的复合营养成分。
35、本发明具备如下有益效果：
36、本发明提供了一种清水发酵配方，通过特定种类的氨基酸和微生物替代常规培养基中的蛋白胨和酵母粉，在实际发酵时可以显著提高微生物生产支链氨基酸的能力，同时还能够大幅度缩短生产周，这在为其他通过发酵法生产氨基酸的方法提供借鉴，在促进氨基酸生产能力的领域具有重要意义。
1.一种培养基，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述无机盐由如下几种组成：
3.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，包括葡萄糖、无机盐、氨基酸和维生素；
4.一种种子培养基，其特征在于，所述种子培养基包括：
5.一种发酵培养基，其特征在于，所述发酵培养基包括：
6.权利要求1-5任一项所述的培养基在微生物发酵生产氨基酸中的应用。
7.权利要求1-5任一项所述的培养基在提高微生物发酵生产氨基酸的效率中的应用。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，所述微生物包括肠杆菌、谷氨酸棒杆菌、芽孢杆菌或短杆菌中的一种或多种。
9.根据权利要求6-8任一项所述的应用，其特征在于，所述氨基酸为支链氨基酸，优选为缬氨酸。
10.根据权利要求6-9任一项所述的应用，其特征在于，所述发酵的条件包括：
