[發(fā)明專利]一種利用乙酸或丁酸生產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010138588.2
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111206058B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李正軍;普楠;史理隴;陶觀寶
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: C12P7/625
• 分類號: C12P7/625;C12R1/01
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

本發(fā)明公開了一種利用乙酸或丁酸生產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯的方法。本發(fā)明中，具有聚羥基脂肪酸酯生產(chǎn)能力的海神單胞菌能夠利用乙酸或丁酸為碳源，在無需滅菌的開放條件下，積累大量的聚羥基脂肪酸酯，聚酯所占細菌干重的比例最高可達69％，以丁酸為碳源的得率最高可達理論得率的40％。該方法以丁酸或乙酸這兩種不常見的碳源生產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯，發(fā)酵過程無需滅菌，能夠降低聚羥基脂肪酸酯的發(fā)酵成本，具有較大的經(jīng)濟優(yōu)勢和良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種生產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯的方法，更具體涉及一種利用乙酸或丁酸生產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯的方法。

背景技術(shù)

聚羥基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates，簡稱PHA)是一種微生物在生長代謝不平衡條件下在細胞內(nèi)合成的一種高分子聚合物，主要作為碳源和能源的儲存物質(zhì)，在營養(yǎng)匱乏時可以被微生物重新分解利用。PHA有著與石油來源的塑料材料類似的材料學(xué)性質(zhì)，同時具有許多石油來源的塑料材料缺少的優(yōu)良性能，例如生物可再生性、生物可降解性、生物相容性等等。多年以來，PHA的合成和利用引起了科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。人們在降低PHA的生產(chǎn)成本、合成具有新的單體組成和結(jié)構(gòu)的PHA材料、開發(fā)多種PHA的高附加值應(yīng)用等方面開展了許多研究工作，取得了一系列重要的研究成果。

目前，PHA的生產(chǎn)成本仍然居高不下，限制了其大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。利用較為廉價的底物替代工業(yè)發(fā)酵中廣泛應(yīng)用的葡萄糖等碳源，有助于降低發(fā)酵原料對糧食作物的依賴，解決與人爭糧、與糧爭地的難題，具有重要的意義。包括乙酸和丁酸在內(nèi)的揮發(fā)性脂肪酸，能夠由微生物轉(zhuǎn)化各種生物質(zhì)廢棄物制備，近年來被認(rèn)為是一種具有良好應(yīng)用前景的發(fā)酵原料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用乙酸或丁酸生產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯的方法。

本發(fā)明要求保護海神單胞菌在制備聚羥基脂肪酸酯中的應(yīng)用。

具體的，所用底物為非糖原料或揮發(fā)性脂肪酸；更具體可為丁酸或乙酸。

本發(fā)明還要求保護一種制備聚羥基脂肪酸酯的方法，該方法包括：

以前述底物，發(fā)酵培養(yǎng)海神單胞菌，得到所述聚羥基脂肪酸酯。

上述方法中，在發(fā)酵起始時刻所述底物在體系中的濃度為10-20g/L。

具體的，在發(fā)酵起始時刻所述丁酸在體系中的濃度為10g/L。

在發(fā)酵起始時刻所述乙酸在體系中的濃度為20g/L。

在發(fā)酵初始時刻，含有所述海神單胞菌的體系的OD₆₀₀值為0.05-0.25；具體為0.1；

所述發(fā)酵初始時刻，即將所述種子液接種至發(fā)酵培養(yǎng)基后的初始時刻；

所述發(fā)酵培養(yǎng)步驟中，發(fā)酵溫度為37℃；

溶氧為10-50％；具體為30％；

攪拌速率為200-800rpm；

發(fā)酵時間為36-60h；更具體為48h；

pH值為7-9；具體為8；

空氣的通氣量為1-5L/min；具體為3L/min。

所述發(fā)酵為液態(tài)發(fā)酵；

所述發(fā)酵培養(yǎng)為開放培養(yǎng)；所述開放培養(yǎng)具體為開口揺瓶或在封口膜包覆不滅菌的環(huán)境(如揺瓶)中或在培養(yǎng)基和發(fā)酵罐體不滅菌且通入無需過濾除菌的空氣的發(fā)酵罐中培養(yǎng)；

所述發(fā)酵中，發(fā)酵體系由種子液、培養(yǎng)基和所述底物組成；

所述種子液提供的有效成分為所述海神單胞菌；

所述種子液的培養(yǎng)為無菌操作培養(yǎng)；