一种连续发酵生产长链二元酸的方法技术

本发明专利技术公开一种连续发酵生产长链二元酸的方法，该方法包括：向种子培养基中接种第一种子液，培养至菌体浓度

【技术实现步骤摘要】
一种连续发酵生产长链二元酸的方法


[0001]本专利技术涉及生物发酵
，具体涉及一种连续发酵生产长链二元酸的方法
。

技术介绍

[0002]长链二元酸由于分子结构的独特性和反应性，在多个领域有广泛的应用，以其为原料可以合成特种尼龙
(
聚酰胺
)、
高级香料
、
高档热熔胶
、
耐寒增塑剂
、
高级润滑油
、
高级防锈剂
、
高级油漆和涂料等
。
[0003]目前，长链二元酸的合成主要有化学合成法和生物发酵法两种方法，化学合成法技术成熟，合成路线长，但需要在高温高压条件下进行，对催化剂要求比较苛刻，仅限于合成特定链长的二元酸；生物发酵法以长链烷烃或脂肪酸为底物，通过微生物发酵转化得到长链二元酸，其生产过程在常温常压下进行，并且可以规模化生产如从
C9到
C
18
等多种长链二元酸
。
相较于化学合成法，生物发酵法在原料可得性
、
产品多样性
、
生产效率
、
生产成本
、
环境优势等方面具有更加明显的优势，在近
20
年的产业化发展中，化学合成法已逐渐被生物发酵法所替代
。
[0004]CN109868294A
公开了一种较低稀释率
(0.001
‑
0.006h
‑1)
连续发酵生产长链二元酸的方法，通过在发酵
100
‑
150h
后，连续流加底物，同时连续流加含营养盐的溶液，从而保证长链二元酸的持续生产
。
但该方法由于稀释率较低，导致产酸浓度偏高，过高浓度的物料在输送过程中的困难较大，不利于产业化的应用，而且该方法得到的长链二元酸的产率和得率也有待进一步提高
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种连续发酵生产长链二元酸的方法以及长链二元酸的生产方法，该方法包括以下步骤：
[0006]种子培养：向种子培养基中接种第一种子液，培养至菌体浓度
OD
620
稀释
30
倍后为大于
0.3
，开始流加含营养盐的溶液，种子液的稀释率
D1
为
0.007
‑
0.25h
‑1，流出部分种子液作为第二种子液；以及，
[0007]发酵：向发酵培养基中接种成熟的种子液和添加底物后进行发酵，于发酵
80
‑
150h
后向发酵液中流加底物和所述第二种子液，进行连续的发酵生产长链二元酸
。
[0008]通过上述技术方案，本专利技术通过向发酵液中连续流加底物以及含营养盐的种子液，控制稀释速率，显著提高长链二元酸发酵生产过程的产率和得率；有利于产业化的应用
。
具体实施方式
[0009]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值
。
对于数值范围来说，各个范围的端点值之间
、
各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个
新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开
。
[0010]如前所述的，本专利技术提供一种连续发酵生产长链二元酸的方法，该方法包括以下步骤：
[0011]种子培养：向种子培养基中接种第一种子液，培养至菌体浓度
OD
620
稀释
30
倍后为大于
0.3
，开始流加含营养盐的溶液，种子液的稀释率
D1
为
0.007
‑
0.25h
‑1，流出部分种子液作为第二种子液；以及，
[0012]发酵：向发酵培养基中接种成熟的种子液和添加底物后进行发酵，于发酵
80
‑
150h
后向发酵液中流加底物和所述第二种子液，进行连续的发酵生产长链二元酸
。
[0013]作为本专利技术一实施方式，所述长链二元酸的表达式为
HOOC(CH2)
n
COOH
，其中
n≥7
，优选为壬二酸
(
简称
DC9)、
癸二酸
(
简称
DC10)、1,11
‑
十一碳二元酸
(
简称
DC11)、1,12
‑
十二碳二元酸
(
简称
DC12)、1,13
‑
十三碳二元酸
(
简称
DC13)、1,14
‑
十四碳二元酸
(
简称
DC14)、1,15
‑
十五碳二元酸
(
简称
DC15)、1,16
‑
十六碳二元酸
(
简称
DC16)、1,17
‑
十七碳二元酸
(
简称
DC17)
和
1,18
‑
十八碳二元酸
(
简称
DC18)
中的至少一种
。
[0014]作为本专利技术一实施方式，所述底物选自
C9‑
C
18
的正烷烃
、
直链饱和脂肪酸
、
直链饱和脂肪酸酯和直链饱和脂肪酸盐中的至少一种，优选为
C
10
‑
C
16
的正烷烃
。
[0015]作为本专利技术一实施方式，向种子培养基中接种第一种子液，培养至菌体浓度
OD
620
稀释
30
倍后为
0.3
‑
0.8
，开始流加含营养盐的溶液
。
继续进行种子培养
。
[0016]种子培养过程中向种子液中流加含营养盐的溶液，流出部分种子液作为第二种子液用于补料后续的发酵培养基
。
从而进行种子液的连续培养和连续的发酵长链二元酸过程
。
[0017]于一实施方式中，一个种子罐可以对一个或多个发酵罐进行补料
。
[0018]作为本专利技术一实施方式，所述稀释率
D1
为
0.01
‑
0.20h
‑1，进一步为
0.01
‑
0.16h
‑1，进一步为
0.01
‑
0.12h
‑1，进一步为
0.01
‑
0.08h
‑1，进一步为
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种连续发酵生产长链二元酸的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：种子培养：向种子培养基中接种第一种子液，培养至菌体浓度
OD
620
稀释
30
倍后为大于
0.3
，开始流加含营养盐的溶液，种子液的稀释率
D1
为
0.007
‑
0.25h
‑1，流出部分种子液作为第二种子液；以及，发酵：向发酵培养基中接种成熟的种子液和添加底物后进行发酵，于发酵
80
‑
150h
后向发酵液中流加底物和所述第二种子液，进行连续的发酵生产长链二元酸
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀释率
D1
为
0.01
‑
0.20h
‑1，进一步为
0.01
‑
0.16h
‑1；和
/
或，向种子培养基中接种第一种子液，培养至菌体浓度
OD
620
稀释
30
倍后为
0.3
‑
0.8
，开始流加含营养盐的溶液，和
/
或，所述含营养盐的溶液中含有0‑
2.5(w/v)
％的葡萄糖
、0.05
‑
2.0(w/v)
％的玉米浆
、0
‑
1.0(w/v)
％的酵母膏
、0.005
‑
0.5(w/v)
％的磷酸二氢钾
、0.005
‑
0.05(w/v)
％的尿素以及
0.01
‑
0.15(w/v)
％的硫酸铵
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成熟的种子液的菌体浓度
OD
620
稀释
30
倍后为
0.3
‑
0.8
；和
/
或，向种子培养基中流加含营养盐的溶液方式为连续流加或分批流加；和
/
或，流出部分的种子液的方式为连续放料或分批放料
。4.
根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，种子的培养过程中培养温度为
28
‑
32℃
，和
/
或，压力为
0.05
‑
0.14MPa
，和
/
或，
pH
值为
4.0
‑
7.5
，优选
5.0
‑
7.0
，和
/
或，通风量为
0.3
‑
0.7vvm
，和
/
或，溶氧量为
12
％
‑
58
％，和
/
或，种子培养基的接种量为大于0且小于或等于
30
％
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在流加第二种子液和底物之前，发酵液中底物含量在
0.5
％以上，进一步为1％以上，进一步为1‑8％
。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相对于发酵起始体积，成熟的种子液的接种量为
10
‑
30
％；和
/
或，相对于发酵起始体积，底物的添加量为大于0且小于或等于
10
％，进一步为1‑7％；和
/
或，向发酵培养...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝英利，赵宏图，鲍家伟，刘修才，
申请(专利权)人：CIBT，
类型：发明
国别省市：