[發明專利]一種生物發酵法制備1;3-丙二醇的方法

在審

• 申請號: 201610992176.9
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN108070622A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 帥放文;王向峰;章家偉
• 申請（專利權）人: 湖南爾康制藥股份有限公司
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12P19/14;C12R1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種生物發酵法制備1,3?丙二醇，包括以下步驟：利用耐壓型酵母菌以粗淀粉為原料在1號發酵罐中先好氧再厭氧進行發酵，得到甘油發酵液，將發酵液經過過濾，菌體回收進行下一輪發酵，濾液轉入克雷伯氏肺炎桿菌的2號發酵罐中進行厭氧發酵，將發酵液進行絮凝、過濾、蒸發濃縮、減壓蒸餾、脫色處理后得到成品1,3?丙二醇。本發明的應用大大提高了我國生物發酵的技術水平，能夠最大限度的利用原材料，有效降低了生產成本，提高了1,3?丙二醇的生產產率，更適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于生物化工技術領域，特別是提供了一種由粗淀粉生產1,3-丙二醇的方法。

背景技術

1,3-丙二醇是一種無色透明粘稠狀液體，是一種重要的化工原料，它可以直接用于防凍劑，也可以是增塑劑、洗滌劑、防腐劑和乳化劑的合成原料，廣泛用于食品、化妝品和制藥等行業。1,3-丙二醇是具有雙官能團的有機物，可以作為單體來生產聚酯、聚醚、聚氨酯等聚合物，市場空間巨大。特別是以1,3-丙二醇為單體與對苯二甲酸合成的聚酯（PTT）是一種優良的聚酯材料，具有許多優異的性質，如良好的彈性、耐污染性、著色性及抗靜電和生物降解性等，非常適宜作為纖維和紡織的材料。

目前，1,3-丙二醇的生產方法主要有化學法和生物法。已經取得工業化生產的工藝路線有三種，即丙烯醛水合法、環氧乙烷法和微生物發酵法。化學合成法消耗了人類有限的不可再生資源，而且造成環境污染，與化學合成相比，微生物發酵法生產1,3-丙二醇具有生產條件溫和、選擇性號、副產物少、易于分離純化、無環境污染等顯著優點。生物合成法生產1,3-丙二醇是利用微生物歧化甘油產生。自然界中克雷伯氏肺炎桿菌、丁酸梭狀芽孢桿菌及弗氏檸檬酸菌具有較高的1,3-丙二醇轉化率，具有很好的開發價值，微生物代謝甘油產1,3-丙二醇主要由二羥丙酮操縱子調控代謝路徑分為氧化支路和還原支路兩條分支。

目前微生物法生產1,3-丙二醇有以下幾條途徑：1、采用腸道細菌厭氧條件下將甘油歧化為1,3-丙二醇（USP5254467）。2、采用克雷伯氏肺炎桿菌在微氧條件下發酵產生1,3-丙二醇（王劍鋒等，克雷伯氏菌微氧發酵生產1,3-丙二醇的研究，現代化工，2001,21（5）：28-31.）3、采用克雷伯氏肺炎桿菌在厭氧條件下發酵產1,3丙二醇和2,3-丁二醇（Biel etal. Fermentation of glycerol to 1,3-propanediol and 2,3-butanediol. ApplMicrobiol Biotechnol, 1998,50:23-29）。4、微生物兩段發酵法生產1,3-丙二醇的方法（修志龍等，專利號：ZL0112=38769.6）。

以上方法中1、2采用甘油為底物進行發酵，且發酵液中1,3-丙二醇的濃度比較低，因此成本很高。方法3提出了同時發酵產生1,3丙二醇和2,3-丁二醇，但工藝限制發酵水平低。方法4提出兩步法發酵由淀粉等原料生產1,3-丙二醇的方法，理論上可大大降低生產成本，但是由于工藝限制，該發明中最佳實施例給出的甘油濃度僅有49.9g/L，摩爾產率僅為39.1%，1,3-丙二醇的濃度也很低，僅為13.18g/L,摩爾產率僅為22.8%。

發明內容

本發明提供的是一種生物發酵生產1,3丙二醇的方法。由粗淀粉原料糖化液化后利用耐壓性酵母菌先好氧再厭氧制備甘油發酵液，再利用克雷伯氏肺炎桿菌以甘油發酵液為底物生產1,3-丙二醇。一種生物發酵生產1,3丙二醇的方法，包含以下步驟：

A：以粗淀粉為原料，利用耐壓型酵母菌在1號發酵罐中先好氧再厭氧進行發酵；

B：發酵液經過過濾裝置后，濾液進入克雷伯氏肺炎桿菌2號發酵罐，耐壓型酵母菌體返回1號發酵罐；

C：1號發酵罐補足原料、培養基，加入生長促進劑進行發酵，發酵完成后進行B、C操作；

D：2號發酵罐中加入少量葡萄糖、添加劑進行厭氧發酵；