[發(fā)明專利]一種發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410067073.2
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104862348B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 萬印華;曹偉鋒;杭曉風;陳向榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64;C07C51/47;C07C55/02;C12R1/72
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1.一種發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，包括如下步驟：

（1）將維斯假絲酵母ipe-1（Candida viswanathii ipe-1）培養(yǎng)成的種子液接入pH5.0-8.5含有5-40%（v/v）10-18個碳原子的正烷烴和95-60%（v/v）包括糖質(zhì)多元底物做生長碳源的液體發(fā)酵培養(yǎng)基混合液中；

（2）上述混合液在24-40℃、通氣量0.1-3.0vvm下發(fā)酵42-194h，啟動發(fā)酵與膜分離耦合裝置，采用分批補料發(fā)酵、半連續(xù)發(fā)酵或連續(xù)發(fā)酵的形式，經(jīng)耦合裝置分離后的細胞循環(huán)回發(fā)酵罐，經(jīng)耦合裝置分離后的透過液進入提取環(huán)節(jié)制備長鏈二元酸，同時向發(fā)酵罐中補充液體發(fā)酵培養(yǎng)基繼續(xù)發(fā)酵過程；

（3）在上述發(fā)酵過程中，通過連續(xù)或間歇的方式補加正烷烴，使發(fā)酵液中正烷烴濃度始終大于等于1%（v/v）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：采用發(fā)酵與膜分離耦合裝置中的膜為微濾膜或超濾膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：所述的分批補料發(fā)酵指的是發(fā)酵過程中通過連續(xù)或間歇的方式補加正烷烴和液體發(fā)酵培養(yǎng)基的混合液或僅補充正烷烴，直至發(fā)酵罐允許最大體積，當發(fā)酵罐中產(chǎn)物濃度未達到其最大發(fā)酵濃度時，采用分離耦合裝置移除一定的發(fā)酵體積直至發(fā)酵初始體積，之后繼續(xù)補料發(fā)酵過程，該過程反復進行，直至達到產(chǎn)物最大發(fā)酵濃度時終止該發(fā)酵過程；

所述的半連續(xù)發(fā)酵指的是在發(fā)酵進行42-194h時，通過分離耦合裝置移除產(chǎn)物二元酸，直至分離耦合裝置死體積時，采用0-3倍耦合裝置死體積的無菌水洗滌菌體，然后將菌體全部返回發(fā)酵罐中，并一次性補加權(quán)利要求1步驟（1）中的包括烷烴和液體發(fā)酵培養(yǎng)基的發(fā)酵成份，繼續(xù)發(fā)酵過程，該過程反復進行；

所述的連續(xù)發(fā)酵指的是發(fā)酵進行42-194h時，通過分離耦合裝置移除已合成的二元酸，同時連續(xù)向發(fā)酵體系內(nèi)補充權(quán)利要求1中的液體發(fā)酵培養(yǎng)基，以連續(xù)或間歇的方式補加正烷烴，并以維持發(fā)酵液體積恒定、維持發(fā)酵液中殘留二元酸濃度恒定或維持發(fā)酵液中殘留烷烴濃度恒定的方式連續(xù)進行發(fā)酵過程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：所述的液體發(fā)酵培養(yǎng)基包括糖質(zhì)10-90g/L，金屬磷酸鹽2-10g/L，酵母膏1-6g/L，玉米漿1-3g/L，尿素0.5-1.5g/L，NaCl0.5-1g/L,硝酸鹽1-10g/L，吐溫0.5-1.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：發(fā)酵培養(yǎng)基中所述的糖質(zhì)是葡萄糖、蔗糖或半乳糖；硝酸鹽是KNO₃或NaNO₃；吐溫是吐溫60或吐溫80；金屬磷酸鹽是鈉鹽或鉀鹽；

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：所述的微濾處理中的壓力是0.01-0.2Mpa；所述的超濾處理的壓力是0.1-1.0Mpa。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：采用微濾膜的孔徑為0.1-1μm的有機或無機膜；采用超濾膜截留分子量為1-1,000KDa的有機或無機膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：采用的膜組件的型式為平板式、外壓中空纖維式或管式。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：采用的膜材料為：聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈有機膜，氧化鋁質(zhì)、氧化鈷質(zhì)、氧化硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、碳化硅質(zhì)陶瓷膜，Ag膜、Ni膜、Ti膜及不銹鋼膜金屬膜或金屬與陶瓷復合型無機膜。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的發(fā)酵與膜分離耦合生產(chǎn)長鏈二元酸的方法，其特征在于：所述的正烷烴含有12-17個碳原子或其混合物。