[發明專利]一種改變細胞膜通透性有效生產1,3－丙二醇的方法

無效

• 申請號: 200810020203.1
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101230362A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 吳敏;馬全紅
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12R1/22;C12R1/01
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是一種生物技術制備1，3-丙二醇的方法，特別涉及添加非離子表面活性劑改變細胞膜通透性，有效提高1，3-丙二醇濃度的方法，屬于1，3-丙二醇的生物催化合成技術領域。

背景技術

在有機合成反應中，1，3-丙二醇作為雙官能團有機分子，具有廣泛的應用。它可替代乙二醇、丁二醇，用作合成聚酯和聚氨酯的單體以及溶劑、抗凍劑或保護劑等，也用于合成醫藥和用做有機合成中間體。

其最主要的用途是制造性能優異的新型聚酯纖維聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的重要單體原料。PTT是20世紀90年代中期工業開發成功的具有植物纖維特性的高檔服裝纖維材料。

PTT具有優異的回彈性、染色性、抗污性，以及自然循環的可生物降解特性，在地毯、工程塑料、服裝面料等領域大有作為，被美國評為六大石化新產品之一，是目前國際上合成纖維開發的熱點。目前只有德國Degussa公司、美國Shell公司和Du?Pont公司實現了1，3-丙二醇生產的工業化，據Schell公司預測，到2010年世界PTT纖維需求量將超過100萬噸，屆時，對1，3-丙二醇的需求也將直線上升。

1，3-丙二醇的工業生產方法主要有3種：環氧乙烷氫甲酰化法、丙烯醛水解法和微生物發酵法。微生物發酵法生產1，3-丙二醇是利用細胞的代謝反應網絡，使可再生的生物質原料高效轉化為1，3-丙二醇，特別是其中的甘油轉化途徑，由于甘油是生物柴油制取所衍生的主要副產物，同時也是乙醇發酵的副產物，而備受矚目。已有很多研究著重于優化微生物轉化甘油生產1，3-丙二醇的過程，如采用微氧發酵工藝提高生物反應器的生產力；如為提高1，3-丙二醇的轉化率，減少副產物的生成，分別采取不同的發酵調控策略：補料分批、兩階段培養、雙底物發酵、添加輔因子發酵等工藝，提高1，3-丙二醇的轉化率、產量、降低發酵成本(1-6)。

1、Chen?X，·Zhang?DJ，·Qi?WT，Gao?SJ，Xiu?ZL，.Xu?P.Microbial?fed-batch?productionof?1，3-propanediol?by?Klebsiella?pneumoniae?under?micro-aerobic?conditions.Appl.Microbiol.Biotechnol.2003.63：143-146。

2、張延平，杜晨宇，饒治，曹竹安.維生素C和E對Klebsiella?pneumoniae合成1，3-丙二醇的調控.過程工程學報.2005.5：197-200。

3、程可可，孫燕，劉衛方，劉德華.底物流加策略對發酵法生產1，3-丙二醇的影響.食品與發酵工業.2004.30：398-40。

4、陳宏文，王蔚，方柏山，胡宗定.克雷伯桿菌生產1，3-丙二醇關鍵酶發酵條件研究.高校化學工程學報.2004.18：621-627。

5、吳斌，何冰芳，孫志浩，歐陽平凱.丁酸梭桿菌發酵甘油制備1，3-丙二醇的研究.工業微生物.2004.31：21-25。

6、楊東，李春，杜晨宇，張延平，曹竹安.兩段雙底物發酵生產1，3-丙二醇.過程工程學報.2003.3：269-273。

但已有工藝都存在產物、副產物對細胞生長和細胞催化活性的抑制，導致發酵過程中菌體量偏低，生產周期長，生產強度低。表面活性劑能改善細胞膜通透性，在微生物發酵中經常被用來提高目標產物的產量。在微生物發酵過程中加入表面活性劑，可加快物質傳遞運輸，增加胞內胞外的物質平衡，從而提高了菌體對底物、產物的耐受度，解決發酵產物、副產物對微生物細胞生長和催化活性的抑制。因此，在微生物發酵過程中添加表面活性劑對增加終產物濃度，提高生產效率，縮短反應周期，降低生產成本，具有重要的現實意義(7-9)。

7、朱艷，袁其朋，王航.添加氧載體及表面活性劑對番茄紅素發酵的影響.微生物學通報.2006.33(1)：90-93。

8、韋祎，張淑榮，劉春巧，張鵬.添加表面活性劑對d-熊果苷發酵的影響.化工學報.2007.58(9)：2352-2356。

9、Nemec?T，Jemej?c?K.Influence?of?Tween?80?on?lipid?metabolism?of?an?Aspergillusniger?strain.Appl?Biochem?Biotechnol.2002.101(3)：229-238。