包含从含油微生物细胞获得的具有增塑作用的油的弹性体化合物的制备制造技术

本发明专利技术涉及包含通过改变碳氮摩尔比到等于或大于30、在含有生物质的培养基中培养的天然或工程化含油微生物获得的增塑油的弹性体化合物的制备方法，由此获得的弹性体化合物用于生产轮胎的用途，以及包含此类化合物的轮胎。胎。胎。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含从含油微生物细胞获得的具有增塑作用的油的弹性体化合物的制备


[0001]本专利技术涉及包含通过在含有生物质的培养基中培养的天然或工程化含油微生物获得的具有增塑作用的油的弹性体化合物的制备方法，由此获得的弹性体化合物用于生产轮胎的用途，以及包含此类化合物的轮胎。
现有技术
[0002]轮胎工业中使用增塑油或加工油以提高橡胶的可加工性、降低其粘度、确保填料的良好分布以及降低燃料消耗。增塑油是石化衍生产品，与日常生活中的其它产品诸如燃料、塑料、合成纤维、溶剂、肥料、精细化学品和药物制剂的成分一样。
[0003]这些油根据链烷烃、环烷烃和芳烃的含量进一步分类。在轮胎工业中，具有良好的增塑产品所需的性能是：a)与弹性体的良好混溶性/相容性，这取决于芳香性和分子量以及油的溶解度；b)稳定的颜色，这取决于油的化学组成；c)抗老化性；d)低毒性，目前受欧洲指引2005/69/EC监管，该指引自2010年起禁止使用多环芳烃(PAH)含量大于或等于10mg/kg的油。
[0004]目前在轮胎中使用的增塑油包括温和萃取溶剂(MES)矿物油、处理过的馏出芳烃提取物(treated distillate aromatic extracts)(TDAE)、环烷油(NAP)、残留芳烃提取物(RAE)(改编自SUCHIVA,Krisda“Introduction to Process oils”，Research and Development Centre for Thai Rubber Industry,Mahidol University)。
[0005]与矿物油相关的问题与原材料的不可再生性有关(在与其消耗相容的时间内)。
[0006]新的生物经济趋势基于通过具有减小的环境影响的可持续过程进行的新合成的生物质的开发和增强。
[0007]这种生物质代表生物炼制的原材料，其中该术语意指生产系统，其能够在与其用途相容的时间内将可再生基质转化为一系列产品，所述产品可包括生物能源、生物燃料和生物材料，这现在可以从石油开始。生物炼制的核心通常是生物过程，或由活生物体进行的转化，或源自它们的酶促活性，伴随着可持续的化学过程。在这种技术中，可以使用均质且容易转化的底物，诸如单体形式的糖或淀粉：在这种情况下，生物炼制被定义为第一代。或者，第二代生物炼制提供了使用残余生物质作为原料的可能性，所述生物质通常具有不均一的性质，诸如木质纤维素。
[0008]第一代生物炼制构成了增塑油的替代来源，如专利(WO2012012133；US 8,969,454 B2；WO2012085014；WO2013189917；Wo2012085012)中所述，其中由甘油三酯混合物组成的植物油用作用于轮胎配方的填充(和/或增塑)油。如先前介绍的，原料或起始底物引起了实际和伦理问题：事实上，可食用生物质的使用与农业和食物链重叠，因此与农业和食物链竞争，其可用性受季节性和气候可变性的影响。
[0009]可以使用微生物将残余的生物质转化成目标化合物，包括油。在微生物中，酵母构成了开发生物过程的有效平台，因为它们中的许多是可遗传处理的且稳定，易于生长，使用
安全(事实上很少有酵母因其对人、植物或动物的致病性而为人所知，不遭受噬菌体攻击)。
[0010]特别地，各种酵母物种被描述为含油的，即特征在于油含量高于干生物质的20％。此外，通过适当改变生长条件，它们的积累能力上升到70％以上(如在Thevenieau,F.等人“Microorganisms as sources of oils.”Ocl 20.6(2013):D603中所描述的)。
[0011]通过非穷尽性的描述，由油微生物生产的油可以用于各种应用，诸如(i)生物柴油工业中，其中使用获自红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides)和小球藻属某些种(Chlorella spp.)的微藻的微生物油(如X.Zhao等人，“Effects of some inhibitors on the growth and lipid accumulation of oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides and preparation of biodiesel by enzymatic transesterification of the lipid”,Bioprocess Biosyst.Eng.,35(2012)；Li,Yecong等人“Characterization of a microalga Chlorella sp.well adapted to highly concentrated municipal wastewater for nutrient removal and biodiesel production.”Bioresource technology 102.8(2011):5138
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5144中所描述的)以及(ii)在生物燃料工业和食品工业中作为多不饱和脂肪酸的替代来源，其中使用由含油酵母斯达氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi)产生的油(如Angerbauer,Christoph，等人“Conversion of sewage sludge into lipids by Lipomyces starkeyi for biodiesel production.”Bioresource technology 99.8(2008):3051
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3056中；以及Blomqvist,Johanna，等人“Oleaginous yeast as a component in fish feed.”Scientific reports 8.1(2018):15945中所描述的)。
[0012]因此，在第二代生物炼制中，使用来自其它工业过程的残余生物质和/或不与食物链竞争的生物质(如Naik,S.N等人“Production of first and second generation biofuels:a comprehensive review.”Renewable and sustainable energy reviews 14.2(2010):578
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597中；和Stichnothe,H.等人“Development of Second
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Generation Biorefineries.”Developing the Global Bioeconomy.2016.11
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40中所描述的)。
[0013]此外，在工程改造含油微生物后获得的应用的进一步实例在文献中有报道：由于Δ
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9去饱和酶酶促活性的部分阻断而突变的酵母Criptococcus curvatus，允许获得具有类似于可可脂的组成的油(如Hassan,Mainul等人“Production of cocoa but本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含增塑油的弹性体化合物的制备方法，包括以下步骤:(a)在包含生物质的培养基中培养含油微生物，所述生物质含有5至20的碳氮摩尔比；(b)通过将碳氮摩尔比改变为等于或大于30、优选30至100的值而导致不平衡；(c)从培养基中分离含油微生物；(d)从含油微生物中提取油，以及(e)将油与弹性体化合物混合。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物是包含隐球菌属(Cryptococcus)、油脂酵母属(Lipomyces)、红冬孢酵母属(Rhodosporidium)、红酵母属(Rhodotorula)、丝孢酵母属(Trichosporon)、耶氏酵母属(Yarrowia)的组的含油酵母。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物质包含至少一种选自由以下组成的组中的有机碳源：粗甘油、糖蜜、木质纤维素、甜菜浆、乳清、淀粉残渣、废水、废油、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、果糖、半乳糖、甘露糖、乙酸酯和/或其组合。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述微生物属于选自下组的物种的菌株：弯曲隐球菌(Cryptococcus curvatus)、斯达氏油脂酵母(Lipomyces starkeyi)、圆红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides)、粘红酵母(Rhodotorula glutinis)、发酵丝孢酵母(Trichosporon fermentans)和解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)，更优选圆红冬孢酵母和斯达氏油脂酵母。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述含油微生物是通过含油微生物的工程方法获得的工程化含油微生物，所述工程方法包括以下步骤：(a)提供含油微生物；(b)将编码Δ
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9去饱和酶的基因插入含油微生物中；(c)将编码Δ
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12去饱和酶的基因插入含油微生物中；(d)选择所得的工程化微生物。6.根据权利要求5所述的方法，其中在酵母中过表达的编码Δ
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9去饱和酶的所述基因是具有序列(SEQ ID N:1)的斯达氏油脂酵母的OLE1。7.根据权利要求5所述的方法，其中在酵母中过表达的编码Δ
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12去饱和酶的所述基因是具有序列(SEQ ID N:2)的斯达氏油脂酵母的FAD2。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述含油微生物是斯达氏油脂酵母。9.一种在可交联的弹性体化合物中用作增塑剂的油，其特征在于以相对于油中脂肪酸总重量的重量百分比(w/w)表示的以下组成：
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总饱和脂肪酸：30
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50％w/w，其中棕榈酸25
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎股份公司，
类型：发明
国别省市：