一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法技术

本发明专利技术属于短链脂肪酸制备领域，特别涉及一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，包括以下步骤：(1)对纤维类废弃物进行预处理；(2)将预处理后的纤维类废弃物与微生物菌群混合进行厌氧发酵以获得短链脂肪酸。该方法以纤维类废弃物定向生物转化、合成短链脂肪酸，主要生产乙酸、丙酸、异丁酸和丁酸四种短链脂肪酸，具有操作简单、成本低、周期短等特点，试验效果显著，显示出很好的短链脂肪酸合成效果。显示出很好的短链脂肪酸合成效果。显示出很好的短链脂肪酸合成效果。

【技术实现步骤摘要】
一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法


[0001]本专利技术属于短链脂肪酸制备领域，特别涉及一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法。

技术介绍

[0002]短链脂肪酸(short
‑
chain fatty acids，SCFAs)主要由乙酸、丙酸和丁酸组成，在调节宿主代谢、免疫系统和细胞增殖方面具有关键作用，近年来被广泛研究。SCFAs作为信号分子广泛分布于全身，参与多个系统的病理生理过程，在多种消化系统肿瘤和炎症相关疾病中都强调了SCFAs的保护机制。亦有研究报道，SCFAs可以显著改善肠道和肝的氧化应激和炎症反应。因此短链脂肪酸具有良好的应用前景。
[0003]CN201810125553.8短链脂肪酸及利用污泥厌氧发酵生成短链脂肪酸的方法，利用污泥进行厌氧发酵后期投加甲烷抑制剂并搅拌混合，且在反应器周围施加磁场以生成短链脂肪酸。但是上述生产方法处理流程复杂、设备占地广、生产周期长，且利用污泥作为原料，后期提取短链脂肪酸难度大。CN114032205A公开了一种用于产中链脂肪酸微生物菌群的驯化培养方法，将纤维类废弃物定向生物转化、合成中长链脂肪酸，具有操作简单、成本低、周期短等特点。纤维类废弃物相较于污泥是一种干净能源，但是现有技术中对于利用纤维类废弃物厌氧发酵生产短链脂肪酸的方面涉及较少。
[0004]基于上述内容，提出一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在现有技术存的技术问题，提出了一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法。
[0006]通过以下制备工艺来实现上述目的：
[0007]本专利技术提供一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，包括以下步骤：
[0008](1)对纤维类废弃物进行预处理；
[0009](2)将预处理后的纤维类废弃物与微生物菌群混合置于厌氧产酸培养基中进行厌氧发酵以获得短链脂肪酸。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤(1)的预处理步骤为：将纤维类废弃物与2％H2SO4溶液按比例混合后在100℃反应12h，反应后将纤维类废弃物冲洗至中性，用于厌氧发酵，所述步骤(2)的厌氧发酵时间为4d。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，，所述步骤(1)的预处理步骤为：将纤维类废弃物与1％NaOH溶液按比例混合后在100℃反应12h，反应后将纤维类废弃物冲洗至中性，用于厌氧发酵，所述步骤(2)的厌氧发酵时间为6d。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述比例为液固比10mL/g。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述微生物菌群包括梭状芽胞杆菌Clostridia、变形菌Gammaproteobacteria和厚壁菌Negativicutes。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述微生物菌群的获得方法步骤为：
[0015](1)将0.5％/w/v滤纸条置于封闭厌氧环境的富集培养基中，然后将微生物菌群组成菌株接种至富集培养基上在35℃环境中静置富集培养，至滤纸开始分解为一个富集过程，连续重复富集至少3次，获得包含微生物菌群的富集培养液；
[0016](2)将所述富集培养液接种于发酵培养基中，加入纤维类废弃物作为碳源，利用滤纸条作为分解外观指标，在35℃环境中静置培养，至滤纸条分解且纤维类废弃物软化时取部分富集培养液作为种子接种到发酵培养基中，继代培养至少10代，筛选分解力强的培养物作为进行厌氧产酸发酵的微生物菌群。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述纤维类废弃物包括玉米秸秆、大豆秸秆、水稻秸秆、木质纤维。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤(2)中获得短链脂肪酸为乙酸、丙酸、异丁酸和丁酸四种。
[0019]作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤(2)厌氧发酵起始阶段加入160μL质量浓度为20g/L的碘仿乙醇溶液。
[0020]本专利技术的有益效果在于：该方法以纤维类废弃物定向生物转化、合成短链脂肪酸，主要生产乙酸、丙酸、异丁酸和丁酸四种短链脂肪酸，具有操作简单、成本低、周期短等特点，试验效果显著，显示出很好的短链脂肪酸合成效果。
附图说明
[0021]图1是本专利技术纤维类废弃物不经过预处理厌氧发酵产生短链脂肪酸的浓度/时间变化图；
[0022]图2是本专利技术纤维类废弃物经过酸性处理后厌氧发酵产生短链脂肪酸的浓度/时间变化图；
[0023]图3是本专利技术纤维类废弃物经过碱性处理后厌氧发酵产生短链脂肪酸的浓度/时间变化图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请做出一些非本质的改进和调整。
[0025]1、材料
[0026]本专利技术所用方法如无特别说明均为本领域的技术人员所知晓的常规方法，未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0027](1)富集培养基(g/L)：氯化铵(NH4Cl)1.0g、磷酸氢二钾(K2HPO4)0.4g、氯化镁(MgCl2)1.0g、酵母膏1.0g，指示剂刃天青和L
‑
半胱氨酸5mL，pH7.0
‑
7.2。
[0028](2)厌氧产酸菌培养基(g/L)：NH4Cl1.0、MgCl21.0、K2HPO40.4、酵母膏1.0、氯化钠(NaCl)1.0、葡萄糖8.0，溴甲酚紫指示剂5mL，pH7.0
‑
7.2。
[0029](3)发酵培养基(g/L)：NaCl5.0g、NH4Cl1.0g、蛋白胨2g、酵母膏提取物1g、碳酸钙
(CaCO3)2g。
[0030]2、方法
[0031]2.1微生物菌群的培养
[0032]2.1.1富集
[0033](1)厌氧瓶或厌氧管预先分装0.5％(w/v)滤纸条，通氮气排空厌氧瓶的氧气；
[0034](2)预加900mL蒸馏水于1L的三角瓶中，称取富集培养基组分并依次溶解，调pH至7左右，补水至1L。加热煮沸，直到刃天青的颜色消失，再接着煮沸5min，最后分装到厌氧瓶或厌氧管中，121℃高温湿热灭菌30min；
[0035](3)每个厌氧瓶或厌氧管中分装50mL的步骤(2)的富集培养基，将梭状芽胞杆菌Clostridia、变形菌Gammaproteobacteria和厚壁菌Negativicutes接种至富集培养基上，接种量为10％，分别在35℃静置培养。待滤纸开始溃烂时，转接到新鲜的富集培养基中继续富集，连续富集至少3次之后的培养物用于进一步筛选。
[0036]2.1.2筛选
[0037](1)利用2.1.1中步骤(3)的培养物作为富集培养液，将富集培养液接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对纤维类废弃物进行预处理；(2)将预处理后的纤维类废弃物与微生物菌群混合置于厌氧产酸培养基中进行厌氧发酵以获得短链脂肪酸。2.根据权利要求1所述的利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)的预处理步骤为：将纤维类废弃物与2％H2SO4溶液按比例混合后在100℃反应12h，反应后将纤维类废弃物冲洗至中性，用于厌氧发酵，所述步骤(2)的厌氧发酵时间为4d。3.根据权利要求1所述的利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)的预处理步骤为：将纤维类废弃物与1％NaOH溶液按比例混合后在100℃反应12h，反应后将纤维类废弃物冲洗至中性，用于厌氧发酵，所述步骤(2)的厌氧发酵时间为6d。4.根据权利要求2或3任一所述的利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，其特征在于，所述比例为液固比10mL/g。5.根据权利要求1所述的利用微生物菌群培养短链脂肪酸的方法，其特征在于，所述微生物菌群包括梭状芽胞杆菌Clostridia、变形菌Gammapr oteobacteria和厚壁菌Negativicutes。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国庆，汪文君，余忠丽，恽辉，
申请(专利权)人：上海纽富莱生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：