[發(fā)明專利]微乳在發(fā)酵過程中的應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00808009.7
• 申請日: 2000-05-16
• 公開（公告）號: CN1351650A
• 公開（公告）日: 2002-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬賽厄斯·韋格納;讓－皮埃爾·莫利托;克里斯琴·德豪特;貝努特·阿布里貝特;本特·羅格
• 申請（專利權(quán)）人: 考格尼斯德國有限責(zé)任公司
• 主分類號: C12N1/00
• 分類號: C12N1/00;C12P1/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 范明娥,張平元

本發(fā)明涉及微乳在發(fā)酵過程中的應(yīng)用。

在合成復(fù)雜的天然物質(zhì)或其他有機(jī)化合物如抗生素時，人們越來越多地采用微生物學(xué)的方法。在微生物或者部分微生物時，特別是有細(xì)菌或真菌參與時，就涉及到厭氧或需氧條件下的物質(zhì)轉(zhuǎn)換。就這些方法而論，各專業(yè)領(lǐng)域不同，界限也總是模糊不清，如所用的“生物轉(zhuǎn)化”，“生物轉(zhuǎn)變”或“發(fā)酵”。在本申請范圍內(nèi)后者也是這種方法的用語，這時，將微生物主要是細(xì)菌用于轉(zhuǎn)變或合成化學(xué)化合物的。

對于發(fā)酵過程的開發(fā)和優(yōu)化來說，尤其是，在其中發(fā)生微生物轉(zhuǎn)變的反應(yīng)介質(zhì)是具有意義的。一般地說，反應(yīng)介質(zhì)都是一種水狀溶液或水分散體，特別影響到方法的收益和效率。微生物需要碳、氮和某些以結(jié)合形式存在的痕量元素如鈣、鐵、磷或鋅作為養(yǎng)料，以便進(jìn)行新陳代謝，盡量達(dá)到所要求的產(chǎn)物。此外還要經(jīng)常保持一定而多數(shù)是窄范圍的溫度和pH-范圍。至于其他詳細(xì)情節(jié)請參閱W.克魯格爾(Crueger)/A.克魯格爾的教科書：“生物工藝學(xué)-應(yīng)用微生物學(xué)教程”，1984年第2版，R.Oldenbourg出版社出版。該書第五章專門論述了發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)。因此這文獻(xiàn)也屬本申請公開的內(nèi)容。作為微生物的養(yǎng)料，除能量豐富的糖類及其衍生物外，在許多方法中都添加天然的脂肪和油類，以及這類物質(zhì)的衍生物，如甘油、甘油酯、脂肪酸或脂肪酯。當(dāng)然培養(yǎng)基內(nèi)不宜有任何內(nèi)含物，它對微生物的新陳代謝有負(fù)面影響。

從德國專利DE3738812A1中已知，例如利用微生物制造α-Ω-二羧酸的方法，該方法使用熱帶假絲酵母(Candida?tropicalis)桿菌將十二烷基酸甲酯轉(zhuǎn)化為所要的二羧酸。轉(zhuǎn)化是在水性介質(zhì)中，pH值為6.0，溫度30℃下產(chǎn)生。除了給微生物供應(yīng)能量的葡萄糖外，介質(zhì)還含有作為乳化劑的乙氧基化的脫水山梨糖醇單油酸酯、酵母提取物、玉米漿以及無機(jī)的氮源和磷源。然后，給介質(zhì)定量添加月桂酸甲酯。文獻(xiàn)沒有提到乳液的類型、它在發(fā)酵物中生成或在其中向介質(zhì)定量加入月桂酸甲酯。由歐洲專利EP0?535?939A1已知，有一種制備Ω-9-多種不飽和脂肪酸的方法，其中，在水性培養(yǎng)基中，適宜的微生物在有糖類存在作為能量供應(yīng)者以及有無機(jī)或有機(jī)的氮源，和有脂肪酸甲酯存在下生產(chǎn)所要求的多種不飽和脂肪酸。

而且還有一些方法，其中只利用上述現(xiàn)有技術(shù)的脂肪物質(zhì)作為能量供應(yīng)者。這是特別具有經(jīng)濟(jì)效益的，因為這種脂肪物質(zhì)通常比糖、淀粉和類似的化合物其價更低廉。帕克(Park)等人(帕克等人，“發(fā)酵與生物工程雜志”，第82卷，第2期，第183～186頁，1996)曾描述過一種發(fā)酵過程以制造太樂菌素(Tylosin)，其中是在水性介質(zhì)中使用弗氏鏈霉菌株(Streptomyces?fradiae)的微生物，作為唯一碳源的菜籽油的原始用量大約含60克/公升。

此外，在發(fā)酵過程中，介質(zhì)或發(fā)酵汁內(nèi)的含氧量起著決定性的作用。因此，氧在需氧過程中具有基質(zhì)的作用。對各種方法是否能使富含的氧由氣相過渡到含有微生物的液相是關(guān)鍵。一個重要參數(shù)表明特異的交換表面，一般來說交換表面是間接地由氧的過渡系數(shù)kLa來確定的(請參閱克魯格爾的文獻(xiàn)，第5章，第71頁)。通常通過攪拌發(fā)酵汁可調(diào)節(jié)氧的供入至最佳，其中氧或空氣和液體混合，使界面產(chǎn)生氣體交換。通過強(qiáng)烈的攪動，有明顯的機(jī)械能的供入，如帕克等人所實施的，但也能破壞部分培養(yǎng)基，而使此法的收率減少。除此以外，壞死的微生物本身繼續(xù)裂解，通過所形成的裂解產(chǎn)物可以導(dǎo)致培養(yǎng)基的毒化，于是不可能經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。在戈瑪(Goma)和洛爾斯(Rols)的工作(G.戈瑪，J.L.洛爾斯，“生物工藝通訊”，第13卷，第1期，第7～12頁，1991)中知道，發(fā)酵過程中使用豆油制造抗生素時，可改進(jìn)氧的過渡系數(shù)kLa，在投入相同能量(攪動)的情況下，能提高總過程的產(chǎn)率。

本發(fā)明的任務(wù)是改進(jìn)發(fā)酵過程，一方面使用廉價的碳源，另一方面要保證給微生物以充分供氧，而不通過攪拌以使微生物有高的機(jī)械負(fù)擔(dān)。必須尋找一個方法，使發(fā)酵過程中的機(jī)械能量減少到最低程度，從而不致于降低收率。主要是即使減少能量投入，也能提高收率。

已發(fā)現(xiàn)，使用特定的、小細(xì)粒的油懸浮于水(油/水)的乳液即可解決上述任務(wù)。

在最初實施方案中，在發(fā)酵過程中使用油/水的乳液時，要求其中的乳液至少含有水、乳化劑及油相，而油相含有一種或多種選自下列的化合物：

a)脂肪酸烷基酯和/或

b)植物源的甘油三酯，而且乳液的液滴大小為1至100納米。