[發明專利]一種發酵與膜分離耦合生產長鏈二元酸的方法

有效

• 申請號: 201410067073.2
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104862348B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 萬印華;曹偉鋒;杭曉風;陳向榮
• 申請（專利權）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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本發明公開了一種發酵與膜分離耦合生產長鏈二元酸的方法，特別是高產十二碳二元酸（DC₁₂）的方法。通過下述方案予以實現：將維斯假絲酵母（Candida viswanathii）培養成的種子液接入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）包括糖質多元底物做生長碳源的液體發酵培養基混合液中；上述混合液在24?40℃、通氣量0.1?3.0vvm下培養42?194h，啟動發酵與膜分離耦合裝置，經耦合裝置分離后的細胞循環回發酵罐，經耦合裝置分離后的透過液進入提取環節制備長鏈二元酸，同時向發酵罐中補充培養基繼續發酵過程。本方法用于轉化正十二烷生產DC₁₂時，產酸達250g/L，產酸速率大于1.6g/h·L，提高了發酵過程的菌體密度，縮短發酵周期，提高合成二元酸的生產強度，未被利用的正烷烴也同時返回至發酵過程。

技術領域

本發明的技術方案屬于發酵工程技術領域，具體涉及一種發酵與膜分離耦合生產長鏈二元酸的方法。

背景技術

長鏈二元酸是合成香料、工程塑料、熱熔膠、涂料、潤滑油、樹脂和醫藥等的重要原料。

目前，長鏈二元酸主要采用微生物發酵法生產，利用微生物雙端氧化的特殊功能發酵正烷烴制取長鏈二元酸。國內外生產菌株的ω-氧化能力較強，產酸可達200g/L，但在生產長鏈二元酸過程中面臨的一個首要問題是生產效率較低。因此，為了解決該問題研究人員從菌種篩選方面做了大量的工作，如中國專利CN1233658A公開了一種生產長鏈二元酸的熱帶假絲酵母菌的篩選方法，該方法能快速而高效的獲得α、ω-氧化能力強的假絲酵母突變菌株，為提高產酸量和轉化率打下基礎。另外，中國專利CN1130685A、CN1162644A、CN1369464A、CN1092108A、CN1034579A、CN1046757A分別公開了通過硝基胍、亞硝酸和紫外線多次反復誘變，選育ω-氧化能力更強的熱帶假絲酵母突變株并以烷烴作為生長碳源，氧化正烷烴生產長鏈二元酸的方法，這些菌株對十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸有一定效果。上述方法主要從菌種改良方面提高發酵效率，而菌種改良的工作量大，不確定因素多且發酵效率仍然較低，如專利CN1928100A中DC₁₂生產效率是1.3g/L·h，專利CN102115765A中十七碳二元酸的生產效率為1.13g/L·h，專利CN10225411A中混合二元酸的生產效率僅有0.92g/L·h，因此如何進一步提高二元酸的發酵效率仍是急需解決的問題之一。

到目前為止，專利和文獻主要是側重于菌種的改造以獲得高產二元酸的菌株的方面，而鮮有針對發酵工藝改變而提高其效率的報道。因此，本專利主要針對長鏈二元酸發酵過程的特點，開發一種發酵與膜分離耦合生產長鏈二元酸的新技術。該技術利用膜工藝回流菌體并分離出已合成的高濃度二元酸，降低產物二元酸對其合成過程的抑制作用，提高發酵過程的菌體密度，縮短發酵周期，提高合成二元酸的生產強度；特別是采用膜分離回流菌體時，未被利用的正烷烴也同時返回至發酵過程，降低了二元酸提取過程分離正烷烴的難度。

發明內容

針對目前微生物合成長鏈二元酸過程生產效率低下的問題，本發明所解決的技術問題是：發酵過程中利用膜技術回流菌體并分離出已合成的高濃度二元酸，降低產物二元酸對其合成過程的抑制作用；提高發酵過程的菌體密度，縮短發酵周期，提高合成二元酸的生產強度；膜分離回流菌體時，未被利用的正烷烴也同時返回至發酵過程，降低了二元酸提取過程分離正烷烴的難度。

本發明解決該技術問題所采用的技術方案是：

一種發酵與膜分離耦合生產長鏈二元酸的方法，包括如下步驟：