[發明專利]一種提高發酵生產丁醇產量的方法

有效

• 申請號: 201611073772.3
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108118071B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 曹長海;張全;王領民;喬凱
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C12P7/16
• 分類號: C12P7/16;C12R1/145
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種提高發酵生產丁醇產量的方法，包括（1）種子活化：將丁醇發酵菌接入無氧的RCM培養基中活化；（2）厭氧發酵：制備P2發酵培養基，滅菌除氧后接入步驟（1）活化好的丁醇發酵菌種子液，進行厭氧發酵；（3）發酵調控：當厭氧發酵進入指數期后，加入適量添加劑，所述添加劑為GHK?Cu²⁺、肌醇、水溶性膽固醇中的一種或幾種，之后持續厭氧發酵至結束。該方法通過在丁醇發酵過程中加入GHK?Cu²⁺、肌醇、水溶性膽固醇等添加劑，提高了丁醇產量和生產速率，縮短了發酵時間。

技術領域

本發明屬于生物化工技術領域，具體涉及一種提高發酵生產丁醇產量的方法。

背景技術

丁醇是一種重要的化工原料，廣泛用于各種塑料和橡膠制品的制造和丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等化學品的合成。近年來，隨著下游產業的發展，市場需求直線上升，2013年我國丁醇的進口量在40萬噸左右。丁醇是繼燃料乙醇后又一種極具潛力的新型生物燃料，其熱值、辛烷值與汽油相當，蒸汽壓低，與汽油任意比混溶，使用安全性能高，并且不產生SOx及NOx等傳統化石燃料所產生的環境污染廢棄。另外，丁醇不會腐蝕管道、不易吸水，依靠現有的汽油輸送管道及分銷渠道便可以實現遠程輸送，基于以上的優良特性，聯合國國際能源署將生物丁醇列為第二代生物燃料。

微生物發酵生產丁醇作為一種重要的生物轉化技術極具發展和產業化的潛力。丙酮丁醇發酵主要指丙酮丁醇發酵菌在厭氧條件下將葡萄糖、木糖等作為發酵底物，經過復雜的生物化學過程后，形成以丁醇和丙酮為主要代謝產物的發酵工藝。傳統丙酮丁醇發酵存在一系列的制約因素，阻礙著發酵丁醇的產業化，其中丁醇毒性被認為是抑制丙酮丁醇發酵菌生理活動的主要原因，其毒性機制與其疏水性相關，與其他長鏈脂肪醇一樣，這些分子的主要作用可能是破壞細胞膜的磷脂結構，其次，丁醇的毒性還表現在抑制膜對糖和氨基酸的吸收方面。在很多研究報告中，在菌種生長培養基或者發酵培養基中添加適量的微量成分可以有效的提高菌種對丁醇毒性的耐受性，維持發酵菌種的正常生理活動，從而提高溶劑產量。

季冉等在“外加肌醇對嗜鞣管囊酵母發酵的酒精產量及其耐酒精能力的影響”（生物技術通報, 2008, (2): 163-167）一文中報道了在嗜鞣管囊酵母生長和發酵培養基中分別添加0-200mg/L肌醇，嗜鞣管囊酵母的生物量及發酵的酒精產量均有所增加，外加肌醇對嗜鞣管囊酵母生長有輕微的刺激作用，酵母生長最適肌醇濃度為150mg/L。該方法是在生長和發酵培養基中投加肌醇，并且投加量相對較大。

CN102876736A公開了一種添加FeSO₄?7H₂O調控以秸稈為原料發酵生產丙酮、乙醇及丁醇的方法，該方法通過單添加0.1-1g/L的FeSO₄?7H₂O促進發酵，避免了復雜的脫毒工藝，提高了溶劑產量和生產效率，降低了生產成本。

CN103215316A公開了一種添加鋅離子調控厭氧發酵生產丁醇的方法，在包括碳源、氮源、無機鹽和生長因子的發酵培養基中，添加濃度為0.1mg/L-120mg/L的鋅離子調控厭氧發酵生產丁醇，能夠存進菌體生長及碳源利用，縮短了發酵周期，提高了丁醇產量及產率。

上述專利中所投加的均是無機鹽離子，與菌體細胞相容性不佳，另外，添加后其未改變菌種對丁醇毒性的抵抗能力，耐丁醇毒性不佳。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高發酵生產丁醇產量的方法。該方法通過在發酵過程中添加GHK-Cu²⁺、肌醇、水溶性膽固醇等添加劑，提高了丁醇產量和生產速率，縮短了發酵時間。

本發明提高發酵生產丁醇產量的方法，包括如下內容：

（1）種子活化：將丁醇發酵菌接入無氧的RCM培養基中活化；

（2）厭氧發酵：制備P2發酵培養基，滅菌除氧后接入步驟（1）活化好的丁醇發酵菌種子液，進行厭氧發酵；