提高二元酸发酵产率的方法技术

提高二元酸发酵产率的方法，以C10~C18正构烷烃为原料，用微生物发酵法生产，其特点是在发酵生产过程中加入α‑氧化脱羧抑制剂和/或β‑氧化抑制剂来减弱菌株的α‑氧化脱羧和β‑氧化能力，α‑氧化脱羧抑制剂为盐酸氯丙嗪、苯巴比妥钠、丙烯酸或聚丙烯酸中的一种或几种混合，β‑氧化抑制剂为巯基乙酸、巯基乙酸钠、雷诺嗪、盐酸雷诺嗪或米曲肼中的一种或几种混合。本发明专利技术的有益效果如下：本发明专利技术在正构烷烃发酵生产相应碳数二元酸过程中，通过加入抑制剂来减弱菌株的α‑氧化脱羧和β氧化能力，降低了烷烃单耗，使发酵烷烃转化率有较大提高。

Method of Increasing Fermentation Yield of Dibasic Acid

【技术实现步骤摘要】
提高二元酸发酵产率的方法
本专利技术属于化工产品制备
，涉及一种提高长链二元酸发酵产率的方法。
技术介绍
长链二元酸是一种重要的精细化工原料，可用于合成香料、热熔胶、工程塑料和液晶等，应用非常广泛。目前，长链二元酸主要利用微生物发酵法生产，利用微生物双末端氧化的特殊功能发酵正构烷烃制取长链二元酸。由微生物氧化烷烃生成长链二元酸的机理研究可知，其主反应是α，ω-氧化，副反应是α-氧化脱羧和β-氧化，生成的产物长链二元酸可被进一步氧化降解。虽然目前国内外生产菌株的α，ω-氧化能力较强，产酸最高可达150g／L，但在生产长链二元酸过程中面临的一个首要问题是发酵烷烃转化率低，一般烷烃对长链二元酸的摩尔转化率只有35％，因此造成了原材料的大量消耗，生产成本过高。由于高生产成本已成为高档热熔胶、高级航空润滑油和特性工程塑料等下游产品开发的限制因素。如何减弱菌种的α-氧化脱羧和β一氧化能力，阻断或缓解长链二元酸进一步降解是提高发酵烷烃转化率、减少烷烃消耗、降低生产成本的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高长链二元酸发酵产率的方法，加入的抑制剂可以有效减弱菌株的α-氧化脱羧和β一氧化能力，烷烃消耗低、发酵烷烃转化率较高、产酸量高且发酵产率高。本专利技术所述的提高长链二元酸发酵产率的方法，以C10~C18正构烷烃为原料，用微生物发酵法生产，其特点是在发酵生产过程中加入α-氧化脱羧抑制剂和/或β-氧化抑制剂来减弱菌株的α-氧化脱羧和β-氧化能力，α-氧化脱羧抑制剂为盐酸氯丙嗪、苯巴比妥钠、丙烯酸或聚丙烯酸中的一种或几种混合，浓度0.01~1mmol/L，β-氧化抑制剂为巯基乙酸、巯基乙酸钠、雷诺嗪、盐酸雷诺嗪或米曲肼中的一种或几种混合，浓度0.01~1mmol/L。所述的米曲肼亦称米屈肼、咪曲肼、咪屈肼。所述的抑制剂在菌种培养初期加入或在转入产酸期时补加。α-氧化脱羧抑制剂或β-氧化抑制剂也可以同时加入。所述的微生物发酵法制取长链二元酸包括以下步骤：（1）取接种环生产二元酸的热带假丝酵母，涂布在无菌的YPD斜面培养基上，于29～30℃培养40～48小时；（2）取步骤（1）培养好的斜面菌种，接入经120～125℃，15～25min灭菌后装有20～30ml种子培养基的450～550ml三角瓶中，在160～200转/分旋转摇床上于29～30℃培养40-55小时，作摇瓶种子液；（3）取培养好的无杂菌的种子液接种至含有发酵培养基的三角摇瓶中，在160～200转/分旋转摇床上于29～30℃培养15～25小时，然后加入正构烷烃，转入产酸期；正烷烃采取每隔20～30小时按4～8％(v/v)分批补加，以发酵混合液初始体积为准，总加入量为25～35％(v/v)，总培养时间为6～7天。本专利技术涉及的发酵法生产长链二元酸的其它条件，如菌体的选育和培养、发酵过程的原料及条件等，可以与现有技术相同，下面介绍一种较好的方法。具体步骤是：（1）取接种环生产二元酸的热带假丝酵母，涂布在无菌的YPD固体斜面培养基上，于29～30℃培养48小时；（2）取步骤（1）培养好的斜面菌种，接入经121℃，20min灭菌后装有25ml种子培养基的500ml三角瓶中，在180转/分旋转摇床上于29～30℃培养48小时，作摇瓶种子液；（3）取一定体积培养好的无杂菌的种子液接种至含有已加入0.01mmol/L抑制剂的发酵培养基的三角摇瓶中，在180转/分旋转摇床上于29～30℃培养20小时，这期间主要消耗糖质来迅速繁殖菌体。待糖质消耗后，上调pH7.2并加入正构烷烃，转入发酵产酸期。在产酸期，根据发酵时间延长及二元酸积累量的增加逐渐上调pH值，其变化范围为7.2～8.5。正构烷烃(nC10~nC18)采取每隔24小时按6％(v/v)分批补加，以发酵混合液初始体积为准，烷烃总加入量为30％(v/v)，总培养时间为6～7天，采用生长细胞发酵方式。本专利技术的有益效果如下：本专利技术从菌种选育、发酵条件及代谢调控等方面开展了大量的研究工作，在正构烷烃发酵生产相应碳数二元酸过程中，通过加入抑制剂来减弱菌株的α-氧化脱羧和β氧化能力，降低了烷烃单耗，使发酵烷烃转化率有较大提高。与现有技术相比，本专利技术具有产酸速度快、α-氧化脱羧和β-氧化能力弱、烷烃单耗低、发酵烷烃转化率高的特点，特别适于制取长链二元酸。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步描述。实施例l所述的提高长链二元酸发酵产率的方法，包括以下步骤：（1）取一接种环热带假丝酵母，涂布在20x200mm的大试管固体斜面培养基上，于30℃培养48小时。斜面培养基为固体斜面培养基（g/L）：酵母膏5、白砂糖10、蛋白胨5和琼脂15。（2）将步骤（1）培养好的菌种接入装有15mL种子培养基的500mL三角摇瓶中，于30℃在180转/分的旋转摇床上培养40小时。种子培养基(g/L)：白砂糖5、磷酸二氢钾8、酵母膏1.5、玉米浆1.5、尿素1.8、200#重蜡油30ml/L，自来水配制，自然pH。（3）在装有15mL发酵培养基的500mL三角摇瓶中，接入5mI上述种子液，同时加入0.5mmol/L的抑制剂盐酸氯丙嗪，并且做3个平行样，在180转/分的旋转摇床上于30℃发酵6天。发酵培养基为(g/L)：葡萄糖30，KH2P048，酵母膏2，玉米浆1，尿素2，NaCl0.8，硝酸钾7，单一正构烷烃（nCl2）100mL/L，自来水配制，自然pH。在121℃下灭菌30分钟。发酵期间每12小时用30%NaOH调pH值至7.8。发酵基质为nCl2，初始加入和补加总加入量为3ml。残烃为0发酵结束，破乳，取2mL发酵清液以经酸化、乙醚萃取、去乙醚、分两份用酸碱滴定测含酸量和用气相色谱分析单酸含量。计算得出发酵烷烃转化率，结果产酸量158.2g/L，提取得到十二烷二酸1.8833g，单酸含量（GC）达到97.1wt.%，总酸含量（中和滴定）为99.3wt.%，烷烃摩尔转化率达到62.0%。实施例2按实施例1的方法，以抑制剂苯巴比妥钠替代盐酸氯丙嗪，在摇瓶接种时加入，浓度为1mmol/L，发酵基质为nC13，加入量为3ml。残烃为0发酵结束，用实施例1方法测定二元酸，经计算得出发酵烷烃转化率，结果产酸量146.5g/L，提取得到十三烷二酸1.7397g，单酸含量（GC）达到96.8wt.%，总酸含量（中和滴定）为99.1wt.%，烷烃摩尔转化率达到58.0%。实施例3按实施例l的方法，以抑制剂丙烯酸替代盐酸氯丙嗪，并在菌体培养28小时时加入，浓度为0.05mmol/L，发酵基质为nCl4，加入量为3ml。残烃为0发酵结束。发酵结束后，用实施例1方法测定二元酸，经计算得出发酵烷烃转化率，结果产酸量162.5g/L，提取得到十四烷二酸1.9013g，单酸含量（GC）达到97.5wt.%，总酸含量（中和滴定）为99.4wt.%，烷烃摩尔转化率达到64%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.提高二元酸发酵产率的方法，其特征在于，以C10~C18正构烷烃为原料，用微生物发 酵法生产，其特点是在发酵生产过程中加入α‑氧化脱羧抑制剂和/或β‑氧化抑制剂来减弱菌 株的α‑氧化脱羧和β‑氧化能力，α‑氧化脱羧抑制剂为盐酸氯丙嗪、苯巴比妥钠、丙烯酸或聚 丙烯酸中的一种或几种混合，浓度0.01~1mmol/L，β‑氧化抑制剂为巯基乙酸、巯基乙酸钠、 雷诺嗪、盐酸雷诺嗪或米曲肼中的一种或几种混合，浓度0.01~1mmol/L。

【技术特征摘要】
1.提高二元酸发酵产率的方法，其特征在于，以C10~C18正构烷烃为原料，用微生物发酵法生产，其特点是在发酵生产过程中加入α-氧化脱羧抑制剂和/或β-氧化抑制剂来减弱菌株的α-氧化脱羧和β-氧化能力，α-氧化脱羧抑制剂为盐酸氯丙嗪、苯巴比妥钠、丙烯酸或聚丙烯酸中的一种或几种混合，浓度0.01~1mmol/L，β-氧化抑制剂为巯基乙酸、巯基乙酸钠、雷诺嗪、盐酸雷诺嗪或米曲肼中的一种或几种混合，浓度0.01~1mmol/L。2.根据权利要求1所述的提高二元酸发酵产率的方法，其特征在于，所述的米曲肼亦称米屈肼、咪曲肼、咪屈肼。3.根据权利要求1所述的提高二元酸发酵产率的方法，其特征在于，所述的抑制剂在菌种培养初期加入或在转入产酸期时补加；α-氧化脱羧抑制剂或β-氧化抑制剂也可以同时加入。4.根据权利要求1所述的提高二元酸发酵产率的方法，其特征在于，所述的微生物发酵法制取长链二元酸包括以下步骤：（1）取接种环生产二元酸的热带假丝酵母，涂布在无菌的YPD斜面培养基上，于29～30℃培养40～48小时；（2）取步骤（1）培养好的斜面菌种，接入经120～125℃，15～25min灭菌后装有20～30ml种子培养基的450～550ml三角瓶中，在160～200转/分旋转摇床上于29～30℃培养40-55小时，作摇瓶种子液；（3）取培养好的无杂菌的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯南，
申请(专利权)人：陈凯南，
类型：发明
国别省市：湖南,43