[發明專利]一種脂肽類生物表面活性劑的制備方法

有效

• 申請號: 201710072034.5
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106854669B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 李霜;陳晨;易高斌;宋萍
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12R1/125
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 徐蓓;尹妍

本發明公開了一種脂肽類生物表面活性劑的制備方法，采用枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）G?34作為發酵菌株，以木糖為主要碳源進行發酵制備生物表面活性劑；所述菌株登記保藏號為CCTCC NO：M2014003。其中，所述的碳源為木糖、木糖母液或農業副產物酸解液；發酵的氮源選用廉價生物質廢棄物如羽毛水解廢液、味精發酵廢液；發酵培養基中添加乙酸促進菌株發酵制備生物表面活性劑。本發明的方法高效利用廉價的農業廢棄物為原料生產脂肽類生物表面活性劑，實現農業廢棄物變廢為寶，極大的降低了脂肽類生物表面活性劑的生產成本，為脂肽類生物表面活性劑的工業化生產提供了技術支持。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種脂肽類生物表面活性劑的制備方法。

背景技術

脂肽類生物表面活性劑是枯草芽孢桿菌的次級代謝產物，最初是Arima在枯草芽孢桿菌發酵液中發現的。脂肽類生物表面活性劑分子主要由兩部分組成，一部分是疏水的脂肪酸鏈，另一部分是親水的肽環，這樣的分子結構使脂肽類生物表面活性劑具有良好的表面活性，根據文獻報道，脂肽類生物表面活性劑是迄今已報道的效果最好的表面活性劑之一。早在20世紀40年代，Zobell就指出，微生物產生的表面活性劑是微生物驅油的主要機制之一。隨著石油資源日益緊缺以及人們對環保意識的加強，人們逐漸意識到生物表面活性劑驅油的重要性，近年來，各大石油公司也相繼涉足微生物驅油領域，為生物表面活性劑的發展提供了巨大的支持。盡管脂肽類生物表面活性劑具有很大的應用潛力，但由于脂肽類生物表面活性劑的產量低、生產成本高等原因，使得脂肽類生物表面活性劑的生產和應用很受限制，目前幾乎沒有大規模生產脂肽類生物表面活性劑的公司。

目前，脂肽類生物表面活性劑的生產主要處于實驗室研究階段，主要生產方法為發酵法。發酵過程中所用到的碳源大多是葡萄糖或者甘油，氮源主要是硝酸銨、酵母膏或蛋白胨。昂貴的生產原料以及生產產量過低，使得脂肽類生物表面活性劑無法進行大規模生產。

為了提高脂肽類生物表面活性劑的產量，科學工作者做了很多努力和嘗試，朱玲燕等人對枯草芽孢桿菌進行誘變，希望能得到更高產的菌株；劉強等人通過優化發酵工藝提高脂肽類生物表面活性劑的產量；Femke等人通過研究脂肽類生物表面活性劑合成的基因，利用代謝工程手段增加脂肽類生物表面活性劑的產量。為降低發酵原料成本，最近，也有一些學者使用橄欖油廢液、大米拋光廢料等廉價的原料生產脂肽類生物表面活性劑，但其產量方面很難滿足人們的需要（橄欖油廢液，發酵72h，產量13.7mg/L）。

我國秸稈資源豐富，但卻不能得到有效的利用。根據吉林《調研信息報》的數據，吉林省的秸稈焚燒或者作燃料的占秸稈總量的81.24%，動物飼料占10.5%，能夠有效利用的不足5%，其他各省情況類似。所以，如果秸稈能夠得到有效的利用，將帶來巨大的經濟效益和環境效益。

玉米芯等秸稈作為發酵原料加以利用時，通常需要對其進行預處理，處理方法有稀酸水解、稀堿水解、酶處理等，其中稀酸水解（硫酸）是最常見的水解方法，稀酸水解后的主要產物是木糖(占總糖60-70%)。玉米芯稀酸水解過程中，會產生甲酸、乙酸、糠醛、5-羥基及糠醛等可能會抑制微生物生長代謝的物質。因此，在秸稈水解液用于生產有機酸、乙醇等的發酵利用過程中，通常使用Ca(OH)₂對秸稈水解液進行中和脫毒，通過形成硫酸鈣沉淀的方式以達到降低或去除甲酸、乙酸、糠醛等抑制成分的目的。秸稈作為發酵原料，經處理后獲得木糖和葡萄糖，其比例大致為1：2；但是，占總糖含量1/3的木糖卻很難成為微生物高效利用的碳源；至少，目前還難以作為大宗產品（乙醇、有機酸）的發酵原料。因此，木糖的高效利用一直是困擾秸稈原料經濟性的難題。選擇秸稈原料中的木糖組分作為微生物生產脂肽類生物表面活性劑的發酵原料，將有助于大幅降低脂肽類生物表面活性劑的原料成本。

發明內容

針對現階段脂肽類生物表面活性劑產量低，生產成本高等阻礙其工業化等缺陷，本發明的目的在于提供一種高效利用木糖的脂肽類生物表面活性劑的制備方法。