[發明專利]單體衣康酸的一種制備方法

無效

• 申請號: 201210396318.7
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN103320478A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 許波;賀玉榮
• 申請（專利權）人: 北京貫虹科技集團有限公司
• 主分類號: C12P7/46
• 分類號: C12P7/46;C12N13/00;C07C57/13;C07C51/47;C12R1/66
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技術領域

本發明屬于微生物技術領域，提供了一種單體衣康酸的制備方法。

背景技術

衣康酸(Itaconic?acid)又名亞甲基丁二酸、亞甲基琥珀酸或分解烏頭酸，是一種不飽和的二元有機酸。常溫下為白色晶體，無毒，在酸性、中性和弱堿性常溫條件下其性質穩定，但在強堿性條件下，其3種異構體可以相互轉化，易溶于水、乙醇、丙酮，微溶于氯仿、苯和乙醚，有特殊的氣味，在真空下能升華。

衣康酸及其酯類是制造合成樹脂、合成纖維、塑料、橡膠、離子交換樹脂、表面活性劑和高分子螯合劑等的良好添加劑和單體原料。它作為交聯劑和乳化劑，含量在1％～5％時，生產的苯乙烯-丁二烯共聚物是質輕、易塑、絕緣、防水、抗蝕性能均好的塑料和涂料。用玻璃纖維填充則是一種高強度玻璃鋼，可用于制造車，船和飛機的外殼及各種容器。含衣康酸的丙烯酸乳膠可以作為非織造纖維的粘合劑。含衣康酸單體的聚氯乙烯顯示對紙張，賽璐玢和聚對苯二酸乙二醇薄膜的粘著性增強。聚丙烯腈纖維中含少量的衣康酸，就能大大改善其染色性能，使著色加深。加入多價金屬氧化物(如鋅和鎂的硅鋁酸鹽或氧化物)交聯的衣康酸-丙烯酸制成的牙科粘合劑具有良好的抗壓性能和粘結強度，并有很好的生理適應性。衣康酸聚合物有特殊光澤，透明，適合于制造人造寶石和特種透鏡，以及防水性能良好的抗化學劑和涂料等。衣康酸和丙烯酸的聚合物是一種高分子螯合物，用于作為水處理中的除垢劑，對防止堿性鈣，鎂垢的形成特別有效。加到海水蒸發脫鹽體系中，有效成分為0.5～10mg/kg時就能有效的抑制水垢在蒸發器表面形成與附著。由衣康酸與芳香二胺生產的吡咯烷酮衍生物是潤滑油的增稠劑，與其他各種胺生成的吡咯烷酮衍生物可用于洗滌劑、醫藥、除草劑之中。隨著科學技術的發展和各個行業之間的交叉滲透，衣康酸的應用領域將會越來越多。

衣康酸自然界存在較少，最早是由Baup等人于1836年在蒸餾分解檸檬酸時發現的。1929年，日本學者木下廣野首次發現了可分泌衣康酸的微生物，并命名為衣康酸曲霉(Asp.Itaconicus)。Raistrick在研究霉菌代謝產物時，發現土曲霉(Asp.terreus)也能分泌衣康酸，由此揭開了微生物發酵法生產衣康酸的研究歷史。

衣康酸的生產方法主要有發酵法和化學合成法兩種。化學合成法以原料的來源可以分為農產品和石油化工產品兩種方法，農產品原料主要有檸檬酸、異檸檬酸、烏頭酸及其酸酐等，石油化工產品原料主要有丁二酸酐、丁二酸二甲酯或丁二酸酯等。發酵法是目前工業上生產衣康酸的主要方法，國內外大多數生產廠家都采用這種方法來生產衣康酸。衣康酸的工業生產菌種主要是衣康酸曲霉(Asp.Itaconicus)和土曲霉(Asp.terreus)。所用的原料主要有葡萄糖、蔗糖以及淀粉水解糖、糖蜜等。發酵工藝主要有表面發酵工藝、深層發酵工藝以及固定化細胞生產工藝等。衣康酸表面發酵工藝具有設備簡單，投資少，上馬快，操作技術簡單，能耗低以及原料粗放等優點，不足之處是設備占地面積大，勞動強度高，增大產量有困難，目前此方法在衣康酸的生產中已經很少使用。深層發酵工藝是現行工業上最流行、最經濟的衣康酸生產方法，整個工藝過程的連續性強，自動化程度高，產品成本低。近幾年，固定化全細胞生產衣康酸的研究比較活躍，使用的載體多為聚丙烯酰胺凝膠，利用包埋法固定衣康酸生產菌的全細胞，目前存在的問題是固定化細胞制備技術不過關，產率太低以及生產速度慢等，還有待于進一步的研究開發。因此，發酵技術仍然是衣康酸生產的研究點。

采用發酵法生產單體衣康酸，菌種保存過程中由于經過多次傳代，衣康酸的產量都有不同程度降低，同時許多學者試圖通過提高衣康酸的產酸率來降低衣康酸生產成本，例如采用固定化技術，但由于衣康酸的發酵與供氧關系甚密，采用固定化技術后，無論是發酵產酸，還是轉化率均難以與以游離細胞的方式進行的工業化生產水平相比。

發明內容

本發明的目的是要尋找一種誘變方法使菌株具有較高產量，同時，采用新的生化反應器代替機械攪拌罐，以提高衣康酸產酸率。

本發明的整體技術構思是：以土曲霉為出發菌株，微波誘變獲得高產衣康酸菌株，采用氣升式發酵罐發酵，分離純化單體衣康酸，其特征在于具體包括以下步驟：

1)微波誘變

土曲霉ZS01出發菌株，斜面活化，將孢子用0.85％無菌氯化鈉洗下，倒入裝有玻璃珠的滅菌三角瓶中，35℃，搖床振蕩活化1h，制備單孢子懸液。微波照射15s，將處理過的孢子懸液進行梯度稀釋，涂布于平板。挑平板上透明圈大的單圈落，35℃，上搖瓶發酵72h，獲得衣康酸高產菌株，產酸91.3g/L；

2)種子培養