一种生产1,3-丙二醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种生产1,3‑丙二醇的方法，属于发酵技术领域以及生物技术领域。本发明专利技术提供了一种可用于发酵生产1,3‑丙二醇的培养基，此培养基在满足可生产1,3‑丙二醇的菌株在生产1,3‑丙二醇过程中对无机盐的需求的前提下，使用少量(NH

A method of producing 1,3-propanediol

The invention discloses a method for producing 1,3-propanediol, which belongs to the technical field of fermentation and the technical field of biotechnology. The invention provides a culture medium which can be used for fermentation of 1,3 \u2011 propanediol. On the premise of meeting the requirements of the strain which can produce 1,3 \u2011 propanediol for inorganic salt in the process of producing 1,3 \u2011 propanediol, a small amount of (NH) is used

【技术实现步骤摘要】
一种生产1,3-丙二醇的方法
本专利技术涉及一种生产1,3-丙二醇的方法，属于发酵
以及生物

技术介绍
1,3-丙二醇(1,3-propanediol，1,3-PDO)为无色、无臭，具有咸味和吸湿性的黏稠液体。它是生产不饱和聚酯、增塑剂、表面活性剂、乳化剂和破乳剂的原料；在聚氨酯行业中，其常用作聚酯多元醇的原料、聚醚多元醇的起始剂和聚氨酯扩链剂等；在有机化工行业中，其也是重要的单体和中间体，最主要的用途是作为聚合物单体，合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。预计到2020年，1,3-丙二醇的潜在市场容量可达227万吨。目前，工业上常通过先将可生产1,3-丙二醇的肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)接种至发酵培养基中进行发酵，然后从发酵液中提取1,3-丙二醇来生产1,3-丙二醇。但是，由于肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)在生长过程中对SO42-和PO43-等离子的需求较大，因此，用于培养肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)的发酵培养基中常含有大量的为肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)提供SO42-和PO43-等离子的无机盐，这不仅大大增加了1,3-丙二醇的生产成本，而且，这些无机盐在发酵结束时会残留在发酵液中(约16～20％的无机盐会残留)，大大增加了1,3-丙二醇生产过程中下游脱盐的压力。因此，急需找到一种无机盐消耗低的生产1,3-丙二醇的方法以降低1,3-丙二醇的生产成本，同时，降低1,3-丙二醇生产过程中下游脱盐的压力。
技术实现思路
[技术问题]本专利技术要解决的技术问题是提供一种硫酸盐和/或磷酸盐消耗低的生产1,3-丙二醇的方法。[技术方案]为解决本专利技术的技术问题，本专利技术提供了一种培养基，所述培养基的成分包含酵母膏6～8g/L、葡萄糖6～15g/L、甘油35～45g/L、(NH4)2HPO40.5～4.5g/L、FeSO4·7H2O0.003～0.008g/L、VB120.01～0.02g/L以及微量元素溶液0.08～0.12mL/L；所述微量元素溶液的成分包含Na2MoO4·2H2O0.30～0.4g/L、CoCl2·6H2O1.8～2.2g/L、NiCl2·6H2O0.20～0.3g/L、H3BO30.5～0.7g/L、MnCl2·4H2O0.8～1.2g/L、CuCl20.18～0.22g/L以及ZnCl20.6～0.8g/L。在本专利技术的一种实施方式中，所述培养基的成分包含酵母膏6g/L、葡萄糖12g/L、甘油40g/L、(NH4)2HPO41.5g/L、FeSO4·7H2O0.005g/L、VB120.015g/L以及微量元素溶液0.1mL/L；所述微量元素溶液的成分包含Na2MoO4·2H2O0.35g/L、CoCl2·6H2O2g/L、NiCl2·6H2O0.25g/L、H3BO30.6g/L、MnCl2·4H2O1g/L、CuCl20.2g/L以及ZnCl20.7g/L。在本专利技术的一种实施方式中，所述培养基的pH为7.3～7.6。在本专利技术的一种实施方式中，所述培养基的pH为7.5。本专利技术还提供了一种生产1,3-丙二醇的方法，所述方法为先将可生产1,3-丙二醇的菌株接种至上述培养基中进行发酵，获得发酵液，然后将发酵液进行提取，获得1,3-丙二醇。在本专利技术的一种实施方式中，所述可生产1,3-丙二醇的菌株为肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)、柠檬酸杆菌(Citrobacterfruendii)和/或丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridiabutyricum)。在本专利技术的一种实施方式中，所述可生产1,3-丙二醇的菌株为肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)。在本专利技术的一种实施方式中，所述发酵的温度为35～38℃。在本专利技术的一种实施方式中，所述发酵的温度为37℃。在本专利技术的一种实施方式中，所述发酵的转速为80～120rpm。在本专利技术的一种实施方式中，所述发酵的转速为100rpm。本专利技术还提供了上述培养基或上述方法在生产1,3-丙二醇方面的应用。[有益效果](1)本专利技术提供了一种可用于发酵生产1,3-丙二醇的培养基，此培养基在满足可生产1,3-丙二醇的菌株在生产1,3-丙二醇过程中对无机盐的需求的前提下，使用少量(NH4)2HPO4替代了传统的用于发酵生产1,3-丙二醇的培养基中所有的如KH2PO4、(NH4)2SO4和MgSO4等的其他硫酸盐和磷酸盐，这大大降低了1,3-丙二醇生产过程中对硫酸盐和磷酸盐的消耗量，进而降低了1,3-丙二醇的生产成本，同时，降低了1,3-丙二醇生产过程中下游脱盐的压力；使用本专利技术的培养基发酵生产1,3-丙二醇的硫酸盐和磷酸盐消耗量较使用传统培养基发酵生产1,3-丙二醇的硫酸盐和磷酸盐消耗量降低了87％。(2)本专利技术提供了一种生产1,3-丙二醇的方法，此方法通过使用除1.5g/L(NH4)2HPO4以及0.005g/LFeSO4·7H2O外，不含有任何其他硫酸盐和磷酸盐的培养基，大大降低了1,3-丙二醇生产过程中对硫酸盐和磷酸盐的消耗量，进而降低了1,3-丙二醇的生产成本，同时，降低了1,3-丙二醇生产过程中下游脱盐的压力。附图说明图1：肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)在磷酸盐缺失下的代谢产物变化情况。图2：肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)在不同磷酸盐下的代谢产物变化情况。图3：肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)的budA、budB、budC、phoA、phoB基因在无磷酸盐条件下的转录水平变化情况。图4：肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)在硫酸盐缺失下的代谢产物变化情况。图5：肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)在磷酸盐和硫酸盐共同缺失下的代谢产物变化情况。图6：肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)在不同浓度玉米浆下的代谢产物变化情况。图7：肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)在不同浓度(NH4)2HPO4下的代谢产物变化情况。具体实施方式下述实施例中涉及的肺炎克雷伯菌(KlebsiellaPneumoniae)购自北纳生物，产品编号为BNCC107352；下述实施例中涉及的玉米浆购自江阴酶制剂厂。下述实施例中涉及的培养基如下：斜面培养基：酵母浸粉5g/L、氯化钠10g/L、蛋白胨10g/L、琼脂粉20g/L。种子培养基：酵母浸粉5g/L、氯化钠10g/L、蛋白胨10g/L。原始发酵培养基：酵母膏6g/L、葡萄糖12g/L、甘油40g/L、MgSO42g/L、(NH4)2SO42g/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种培养基，其特征在于，所述培养基的成分包含酵母膏6～8g/L、葡萄糖6～15g/L、甘油35～45g/L、(NH

【技术特征摘要】
1.一种培养基，其特征在于，所述培养基的成分包含酵母膏6～8g/L、葡萄糖6～15g/L、甘油35～45g/L、(NH4)2HPO40.5～4.5g/L、FeSO4·7H2O0.003～0.008g/L、VB120.01～0.02g/L以及微量元素溶液0.08～0.12mL/L；所述微量元素溶液的成分包含Na2MoO4·2H2O0.30～0.4g/L、CoCl2·6H2O1.8～2.2g/L、NiCl2·6H2O0.20～0.3g/L、H3BO30.5～0.7g/L、MnCl2·4H2O0.8～1.2g/L、CuCl20.18～0.22g/L以及ZnCl20.6～0.8g/L。


2.如权利要求1所述的一种培养基，其特征在于，所述培养基的成分包含酵母膏6g/L、葡萄糖12g/L、甘油40g/L、(NH4)2HPO41.5g/L、FeSO4·7H2O0.005g/L、VB120.015g/L以及微量元素溶液0.1mL/L；所述微量元素溶液的成分包含Na2MoO4·2H2O0.35g/L、CoCl2·6H2O2g/L、NiCl2·6H2O0.25g/L、H3BO30.6g/L、MnCl2·4H2O1g/L、CuCl20.2g/L以及ZnCl20.7g/L。


3.如权利要求1或2所述的一种培养基，其特征在于，所述培养基的pH为7.3～7.6。

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【专利技术属性】
技术研发人员：诸葛斌，王洁茹，谢梦梦，梁川，陆信曜，宗红，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32