制备生物表面活性剂的方法技术

本发明专利技术属于环保技术领域，涉及一种制备生物表面活性剂的方法。该制备生物表面活性剂的方法包括以下步骤：(1)对铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)CGMCC No1.10452进行活化培养，得到种子液；(2)将所述种子液接种于发酵培养基，进行发酵培养，获得发酵液，从所述发酵液中提取所述生物表面活性剂；其中所述发酵培养基包括以下浓度的组分：20～50g/L的甘油；3～10g/L的酵母膏；5～10g/L的磷酸一氢盐；1～5g/L的磷酸二氢盐；0.04～0.1g/L的CaCl

Preparation of Biosurfactant

【技术实现步骤摘要】
制备生物表面活性剂的方法
本专利技术属于生物
，更具体地，涉及一种制备生物表面活性剂的方法。
技术介绍
生物表面活性剂(biosurfactants)是微生物在代谢过程中分泌的具有表面活性，同时含有亲水基和疏水基的两性化合物。生物表面活性剂包括糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂以及中性类脂衍生物等。与化学合成的表面活性剂相比，生物表面活性剂有许多明显的优势：(1)低临界胶束浓度和高表界面活性；(2)对离子强度的稳定性；(3)较高的生物降解性和低毒性；(4)逐步吸附和持久的活性；(5)优良的破乳性能。目前，石油污染是世界各国面临的一个突出的环境难题，各国都在研究如何运用生物修复技术进行石油污染土壤的修复，而生物表面活性剂的应用是生物修复的一个关键因素。除此之外，生物表面活性剂，例如鼠李糖脂在重金属污染治理、生物农药与生物肥料、治疗皮肤瘢痕、食品防腐剂和能源应用等领域都有较好的应用前景。如公开号为CN102373258A的专利文献公开一种脂肽生物表面活性剂的工业化制备方法。该制备方法大致步骤为，将斜面固体枯草芽孢杆菌ACCC01430菌种接入摇瓶培养，温度为35±2℃、120rpm震荡培养12～16小时，得到摇瓶菌种；将制得的摇瓶菌种转接入装有培养基的一级发酵罐中，制得一级发酵菌种；依次转接入三级发酵罐中培养24～26小时，即制得脂肽生物表面活性剂。其脂肽含量达到7～10g/L，并取得了工业化生产实验的成功，发酵周期缩短到48小时，大大降低了生产成本。并首次将其应用现场，注入地下油层，使难以注水的区块水顺利注入，并且使原油采收率提高了5～12％。又如公开号为CN104830708A的专利文献公开一株原油降解菌株及其应用。直接从原油中筛选得到一株原油降解菌株CGMCC10287，具有分泌鼠李糖脂和降解原油的能力，并且少量甘油的添加能大幅促进原油的降解。利用30g/L的甘油或菜籽油分别可以获得11.5g/L和18.4g/L鼠李糖脂，菌株在1g/L原油的培养基中培养10d，原油的降解率为35.6％，在原油培养基中添加0.5g/L甘油，将原油降解率提高到了72.5％，弥补了目前物理方法处理石油的不彻底性和化学法处理石油的污染性的缺陷。再如公开号为CN108823250A的专利技术专利公开一种提高生物表面活性剂产率的工业发酵生产工艺。该工艺包括：在生物表面活性剂生产菌培养过程中采用溢流发酵与pH阶段性调控相结合。与现有技术相比，其基于生产菌种的生理生长特性，通过溢流分离生物表面活性剂，消除了产物对代谢的抑制；通过pH阶段性控制，优化了细菌生长和代谢环境条件，由此提高生产效率和生物表面活性剂产量。目前合成生物表面活性剂的成本依然比化学表面活性剂的成本高，并且铜绿假单胞菌生物危害程度较高，也是制约其生产的一大难题。因此有效地降低生产成本，采用低成本原料，开发适宜地发酵方法依然是该行业亟须解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种制备生物表面活性剂的方法，以提高生物表面活性剂的产量。为了实现上述目的，本专利技术提供一种制备生物表面活性剂的方法，该方法包括以下步骤：(1)对铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)CGMCCNo1.10452进行活化培养，得到种子液；(2)将所述种子液接种于发酵培养基，进行发酵培养，获得发酵液，从所述发酵液中提取所述生物表面活性剂；其中所述发酵培养基包括以下浓度的组分：20～50g/L的甘油；3～10g/L的酵母膏；5～10g/L的磷酸一氢盐；1～5g/L的磷酸二氢盐；0.04～0.1g/L的CaCl2；0.02～0.1g/L的FeSO4；以及0.10～0.5g/L的MgSO4·7H2O。本专利技术提供的制备生物表面活性剂的方法所使用的菌种为铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)，保藏编号为CGMCCNo1.10452。本专利技术中的发酵培养基所使用的磷酸一氢盐可以为磷酸一氢钠和/或磷酸一氢钾，磷酸二氢盐可以为磷酸二氢钠和/或磷酸二氢钾。在本专利技术中，对于铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)的活化培养所使用的培养基可以为本领域常用的LB固体培养基和LB液体培养基。该LB固体培养基的配方为：5～10g/L的胰蛋白胨，1～5g/L的酵母提取物，5～10g/L的NaCl，15～20g/L的琼脂，pH7.0～7.2，用去离子水定容。LB液体培养基与LB固体培养基的区别在于不含琼脂。活化培养具体操作可以为，将LB固体培养基制成斜面培养基，将铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)接种于该斜面培养基上，于35～37℃培养箱中培养18～24h；之后将斜面培养基培养的菌种接种于LB液体培养基中，LB液体培养基即为种子培养基，大约每100mL种子培养基接种一环铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)，于温度为35～37℃，转速为120～150rpm的条件下，培养12～16h。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述发酵培养在发酵罐中进行，所述发酵罐的通气量为1.5～2.5L/min，发酵温度为30～37℃。所述发酵罐的装液量为所述发酵罐容积的40％～80％，例如40％、60％、70％和80％。在本专利技术的步骤(2)中，所述从所述发酵液中提取所述生物表面活性剂的步骤包括以下步骤：利用第一膜分离组件对所述发酵液进行抽滤，去除所述发酵液中的所述铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)，获得无菌发酵液；利用第二膜分离组件对所述无菌发酵液进行抽滤，分离所述无菌发酵液中的水相与油相，获得含有所述生物表面活性剂的油相。在本专利技术的一种更优选的实施方式中，所述步骤(2)在发酵系统中进行，所述发酵系统包括：发酵罐、第一接收池、第二接收池、所述第一膜分离组件、所述第二膜分离组件、第一真空抽滤泵、第二真空抽滤泵、取样管路、以及分离管路；所述发酵罐与所述第一接收池通过所述取样管路连通；所述第一真空抽滤泵设置在所述取样管路上；所述第一接收池与所述第二接收池通过所述分离管路连通；所述第二真空抽滤泵设置在所述分离管路上；所述第一膜分离组件位于所述发酵罐的内部，并且与所述取样管路的进液端连通；所述第二膜分离组件位于所述第一接收池的内部，并且与所述分离管路的进液端连通。本专利技术中的发酵系统还包括反冲系统，冲洗管路以及实现第一膜分离组件和第二膜分离组件的重复利用，降低生产生物表面活性剂的成本。当本专利技术提供的制备生物表面活性剂的方法在上述的发酵系统中进行时，所述步骤(2)包括以下步骤：将所述种子液接种于所述发酵罐内的发酵培养基，进行发酵培养，获得发酵液；开启所述第一真空抽滤泵，通过所述第一膜分离组件对所述发酵液进行过滤，所述发酵液中的所述铜绿假单胞菌滞留在所述发酵罐内，其余部分经过所述第二膜分离组件和所述取样管路导入到所述第一接收池内，获得所述无菌发酵液；开启所述第二真空抽滤泵，通过所述第二膜分离组件对所述无菌发酵液进行过滤，所述无菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备生物表面活性剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n(1)对铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)CGMCC No1.10452进行活化培养，得到种子液；/n(2)将所述种子液接种于发酵培养基，进行发酵培养，获得发酵液，从所述发酵液中提取所述生物表面活性剂；/n其中所述发酵培养基包括以下浓度的组分：/n20～50g/L的甘油；/n3～10g/L的酵母膏；/n5～10g/L的磷酸一氢盐；/n1～5g/L的磷酸二氢盐；/n0.04～0.1g/L的CaCl

【技术特征摘要】
1.一种制备生物表面活性剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)对铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)CGMCCNo1.10452进行活化培养，得到种子液；
(2)将所述种子液接种于发酵培养基，进行发酵培养，获得发酵液，从所述发酵液中提取所述生物表面活性剂；
其中所述发酵培养基包括以下浓度的组分：
20～50g/L的甘油；
3～10g/L的酵母膏；
5～10g/L的磷酸一氢盐；
1～5g/L的磷酸二氢盐；
0.04～0.1g/L的CaCl2；
0.02～0.1g/L的FeSO4；以及
0.10～0.5g/L的MgSO4·7H2O。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵培养在发酵罐中进行，所述发酵罐的通气量为1.5～2.5L/min，发酵温度为30～37℃。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发酵罐的装液量为所述发酵罐容积的40％～80％。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述发酵液中提取所述生物表面活性剂的步骤包括以下步骤：
利用第一膜分离组件(M1)对所述发酵液进行抽滤，去除所述发酵液中的所述铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)，获得无菌发酵液；
利用第二膜分离组件(M2)对所述无菌发酵液进行抽滤，分离所述无菌发酵液中的水相与油相，获得含有所述生物表面活性剂的油相；
优选地，对所述含有所述生物表面活性剂的油相进行干燥处理，获得所述生物表面活性剂。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)在发酵系统中进行，所述发酵系统包括：发酵罐(C1)、第一接收池(C2)、第二接收池(C3)、所述第一膜分离组件(M1)、所述第二膜分离组件(M2)、第一真空抽滤泵(P1)、第二真空抽滤泵(P2)、取样管路(X1)、以及分离管路(X2)；
所述发酵罐(C1)与所述第一接收池(C2)通过所述取样管路(X1)连通；
所述第一真空抽滤泵(P1)设置在所述取样管路(X1)上；
所述第一接收池(C2)与所述第二接收池(C3)通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙璟，吴隽松，
申请(专利权)人：江苏医药职业学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32