[發(fā)明專利]基于克魯斯假絲酵母的甘油生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110255676.1
• 申請(qǐng)日: 2011-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN102277307A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜耀明;史其峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海天源植物制品有限公司
• 主分類號(hào): C12N1/16
• 分類號(hào): C12N1/16;C12N13/00;C12N15/01;C12P7/20;C12R1/72
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王錫麟;王毓理

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種微生物發(fā)酵生產(chǎn)甘油技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種基于克魯斯假絲酵母的甘油生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

甘油，作為化學(xué)產(chǎn)品的重要副產(chǎn)品，又是其他化學(xué)產(chǎn)品的重要原料，主要用途有醫(yī)藥、化妝品、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，香煙及食品。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作為國(guó)計(jì)民生重要化工產(chǎn)品的甘油市場(chǎng)需求量不斷增長(zhǎng)，尤其是在食品、化妝品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)的需求在逐年增加。因此，開發(fā)國(guó)內(nèi)甘油的生產(chǎn)和應(yīng)用，對(duì)我國(guó)社會(huì)的發(fā)展意義重大。

甘油又名丙三醇，為無(wú)色粘稠液體，是重要的輕化工原料，用途很廣，常用于個(gè)人護(hù)理、牙膏、醫(yī)藥、化妝品、食品等品種中。目前甘油來源主要為制皂工業(yè)和生物柴油的副產(chǎn)物、化學(xué)合成甘油、發(fā)酵法生產(chǎn)甘油三方面。但由于制皂工業(yè)的萎縮，皂化甘油的產(chǎn)量也大幅度下降，且化學(xué)合成甘油由于工藝復(fù)雜，技術(shù)難度大及其應(yīng)用范圍受限等因素制約其發(fā)展。隨著人民生活水平不斷的提高，各國(guó)對(duì)食品、日用品的安全限制和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越來越高，特別是幾年前美國(guó)“毒甘油”事件之后，全球都在致力于不斷的提高食品與藥品的質(zhì)量和安全性。這種社會(huì)趨勢(shì)之下，發(fā)酵法生產(chǎn)甘油這種方法應(yīng)該重新被人們認(rèn)識(shí)和重視，發(fā)酵法生產(chǎn)甘油是以淀粉類物質(zhì)作為原料，通過糖化后經(jīng)微生物菌種發(fā)酵后提取制得。首先其原料來源廣泛、價(jià)格低廉，其次經(jīng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)過程中安全性比化學(xué)合成和皂化甘油更高，生產(chǎn)出的甘油產(chǎn)品應(yīng)用面更廣，因此可以作為解決我國(guó)高品質(zhì)甘油短缺狀況的一條重要的工藝路線。

但近年來，發(fā)酵法生產(chǎn)的成品甘油質(zhì)量普遍不高、且生產(chǎn)成本和污染較大，在市場(chǎng)中逐漸地失去了其應(yīng)有的競(jìng)爭(zhēng)力。主要為以下幾點(diǎn)：

首先，沒有穩(wěn)定的高產(chǎn)甘油菌株作為發(fā)酵生產(chǎn)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，現(xiàn)有發(fā)酵法生產(chǎn)甘油的菌種主要包括細(xì)菌、酵母、霉菌、原生動(dòng)物和藻類等，已經(jīng)被研究過的甘油生產(chǎn)菌株很多，但酵母菌居多。亞硫酸鹽法發(fā)酵生產(chǎn)甘油的菌種為釀酒酵母S.cerevisiae，28℃發(fā)酵甘油轉(zhuǎn)化率為20％-25％，發(fā)酵液中亞硫酸鹽法含量高，使得甘油提取困難。堿性法發(fā)酵生產(chǎn)甘油使用的菌種為粉狀畢赤酵母Pichia?farinosa，30℃發(fā)酵甘油轉(zhuǎn)化率38％-45％，發(fā)酵時(shí)間少于120h，發(fā)酵液中含鹽量多，影響甘油提取。耐高滲酵母法發(fā)酵生產(chǎn)甘油，耐高滲透壓假絲酵母28-30℃發(fā)酵，甘油轉(zhuǎn)化率為40％-50％，發(fā)酵時(shí)間96h，發(fā)酵液中含鹽量少，利于甘油提取。除酵母菌之外，Rohr利用黑曲霉Asporgillus?niger發(fā)酵甘油的轉(zhuǎn)化率僅為6％。Neish報(bào)道枯草芽胞桿菌B.subtilis發(fā)酵生產(chǎn)甘油的轉(zhuǎn)化率為30％左右。Ben-Amotzl報(bào)道利用藻類Dunalielle經(jīng)光合作用藻內(nèi)積累的甘油可達(dá)4.4mol/L，但甘油很少向外分泌，生產(chǎn)角度并無(wú)優(yōu)勢(shì)。

其次，甘油發(fā)酵過程中的較高能耗也一直是發(fā)酵法甘油成本居高不下的原因之一，主要表現(xiàn)在發(fā)酵過程中的動(dòng)力系統(tǒng)和冷熱系統(tǒng)使用，動(dòng)力系統(tǒng)包括壓縮空氣和攪拌系統(tǒng)的使用，發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)力系統(tǒng)的能耗越大。冷熱系統(tǒng)包括蒸汽和冷卻水的使用，發(fā)酵培養(yǎng)溫度要求越低，所使用的冷卻水越多，生產(chǎn)成本越高。

再次，與其他甘油生產(chǎn)方法相比，發(fā)酵法生產(chǎn)的甘油發(fā)酵液中含有膠體物質(zhì)、蛋白質(zhì)、多糖及單糖等物質(zhì)，使得減壓蒸餾過程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)焦、變黑情況，成品甘油質(zhì)量不高。其提取工藝一般是將成熟發(fā)酵液通過板框壓濾后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐饪s得到粗甘油，進(jìn)而減壓條件下進(jìn)行蒸餾，脫色脫臭后得到成品甘油。此法得到的成品甘油質(zhì)量一般只能達(dá)到工業(yè)甘油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN101658243，公開日2010-3-3，記載了一種用于調(diào)控牛羊圍產(chǎn)期能量代謝障礙的微生物飼料添加劑，該技術(shù)通過將無(wú)機(jī)硒源加入到菌劑生產(chǎn)培養(yǎng)基中，使培養(yǎng)基中硒濃度為2～10mg/kg，將克魯斯假絲酵母、產(chǎn)朊假絲酵母和嗜熱鏈球菌種子液按13∶1∶2接種于培養(yǎng)基中，培養(yǎng)液與適量的玉米粉混合，35～40℃烘干即得。

但是該現(xiàn)有技術(shù)具有以下特點(diǎn)：(1)在200g/L初糖的基礎(chǔ)上發(fā)酵后得甘油含量為67.26g/L-71.75g/L，發(fā)酵轉(zhuǎn)化率為34％-36％，糖甘轉(zhuǎn)化率較低，(2)發(fā)酵培養(yǎng)溫度為33℃，時(shí)間為120h，培養(yǎng)時(shí)間略顯較長(zhǎng)，發(fā)酵過程中的水電成本較高，(3)發(fā)酵培養(yǎng)基中添加了40g/L的NaCl，對(duì)提高甘油產(chǎn)量會(huì)有一定的幫助，但如需對(duì)甘油提純，則會(huì)嚴(yán)重影響甘油的提取收率，(4)此技術(shù)的最終產(chǎn)品并非成品甘油，發(fā)酵后甘油不需要提取，對(duì)甘油品質(zhì)無(wú)要求。

發(fā)明內(nèi)容