[發(fā)明專利]以棉纖維材料固定琥珀酸放線桿菌發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310401535.5
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103436561A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭璞;顏強
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P7/46
• 分類號: C12P7/46;C12N11/10;C12R1/01
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛;王玉松

1.以棉纖維材料固定琥珀酸放線桿菌（Actinobacillus?succinogenes）發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸的方法，是將琥珀酸放線桿菌吸附固定于纖維床反應(yīng)器中，通過反復(fù)分批發(fā)酵、反復(fù)補料分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵或雙罐循環(huán)連續(xù)發(fā)酵工藝實現(xiàn)丁二酸的高效生產(chǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述纖維床反應(yīng)器是帶有纖維材料的發(fā)酵罐裝置，是以100%棉纖維材料為固定化載體，棉纖維織物厚度為0.5-2mm，孔隙率>90%，發(fā)酵液體積與棉纖維織物面積的比為3-6cm³/cm²，將棉纖維圍繞在圓桶狀鐵絲網(wǎng)外表面，每層棉纖維之間空隙為0.5-2mm，然后通過鐵絲網(wǎng)固定在發(fā)酵罐攪拌器上，使固定好的纖維床能夠跟隨攪拌轉(zhuǎn)軸同時轉(zhuǎn)動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述棉纖維的長寬比、使用面積等，可根據(jù)所用發(fā)酵罐的高徑比進行調(diào)整；所述棉纖維還可以纏繞固定在發(fā)酵罐擋板上，控制發(fā)酵液體積與棉纖維織物面積的比為3-6cm³/cm²；非攪拌狀態(tài)發(fā)酵時，棉纖維織物可以卷成若干個桶裝小卷懸浮于發(fā)酵液中，控制發(fā)酵液體積與棉纖維織物總面積的比為3-6cm³/cm²。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述吸附固定琥珀酸放線桿菌是在纖維床反應(yīng)器中裝入種子培養(yǎng)基，按0.5-10%的接種量接入琥珀酸放線桿菌搖瓶種子，并于35-40℃，在通N₂或CO₂的厭氧條件下，培養(yǎng)吸附6-10h，攪拌轉(zhuǎn)速70-120rpm/min；所述種子培養(yǎng)基含葡萄糖5-15g/L，酵母膏10-20g/L，K₂HPO₄15-20g/L，NaH₂PO₄5-10g/L，pH自然，115-121℃滅菌20-30min；所述酵母膏10-20g/L可用玉米漿15-30g/L代替。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述用固定化琥珀酸放線桿菌發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸是在固定了琥珀酸放線桿菌的纖維床反應(yīng)器中，更換新鮮發(fā)酵培養(yǎng)基，通N₂或CO₂維持厭氧環(huán)境，發(fā)酵溫度35-40℃，攪拌轉(zhuǎn)速150-200rpm，用碳酸鹽控制pH5.8-7.2，以反復(fù)分批或反復(fù)補料分批、連續(xù)發(fā)酵或纖維床反應(yīng)器-雙罐循環(huán)連續(xù)發(fā)酵的方式進行發(fā)酵產(chǎn)酸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基組成為：葡萄糖30-150g/L，玉米漿15-35g/L，K₂HPO₄1.5-3g/L，NaH₂PO₄1.5-3g/L，谷氨酸鈉0.05-2g/L，蛋氨酸0.01-0.5g/L，Na₂S0.01-2g/L，pH調(diào)至6.0-6.5，115-121℃滅菌，20-30min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或5的方法，其特征在于，所述反復(fù)分批發(fā)酵的發(fā)酵培養(yǎng)基的葡萄糖濃度為50-100g/L，發(fā)酵時間10-32h，當(dāng)發(fā)酵液中葡萄糖濃度低于1-5g/L時，放料并更換新鮮發(fā)酵培養(yǎng)基，重復(fù)進行下一批次分批發(fā)酵。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或5的方法，其特征在于，所述反復(fù)補料分批發(fā)酵的發(fā)酵培養(yǎng)基初始糖濃度為30-50g/L，當(dāng)發(fā)酵液中葡萄糖濃度降至5-15g/L以下時，用蠕動泵一次性補加葡萄糖40-60g/L，當(dāng)發(fā)酵液中葡萄糖濃度再降為1-5g/L以下時，更換新鮮培養(yǎng)基，重復(fù)進行下一批次補料分批發(fā)酵。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或5的方法，其特征在于，所述連續(xù)發(fā)酵的發(fā)酵培養(yǎng)基初始糖濃度為60-90g/L，在發(fā)酵液葡萄糖濃度降低為5-10g/L時，以稀釋速率0.01-0.3/h開始連續(xù)發(fā)酵。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或5的方法，其特征在于，所述雙罐循環(huán)連續(xù)發(fā)酵是將琥珀酸放線桿菌先吸附固定于纖維床反應(yīng)器中，發(fā)酵培養(yǎng)基用蠕動泵以60-100mL/min的速率在兩罐之間循環(huán)，發(fā)酵培養(yǎng)基葡萄糖初始濃度為80-100g/L；當(dāng)發(fā)酵液糖濃度降為5-15g/L時，新鮮培養(yǎng)基以0.05-0.6/h的稀釋率由蠕動泵泵入纖維床反應(yīng)器，開始連續(xù)發(fā)酵，發(fā)酵液從循環(huán)罐中流出。