[發明專利]一種利用乙酸或丁酸生產聚羥基脂肪酸酯的方法

有效

• 申請號: 202010138588.2
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111206058B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 李正軍;普楠;史理隴;陶觀寶
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C12P7/625
• 分類號: C12P7/625;C12R1/01
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了一種利用乙酸或丁酸生產聚羥基脂肪酸酯的方法。本發明中，具有聚羥基脂肪酸酯生產能力的海神單胞菌能夠利用乙酸或丁酸為碳源，在無需滅菌的開放條件下，積累大量的聚羥基脂肪酸酯，聚酯所占細菌干重的比例最高可達69％，以丁酸為碳源的得率最高可達理論得率的40％。該方法以丁酸或乙酸這兩種不常見的碳源生產聚羥基脂肪酸酯，發酵過程無需滅菌，能夠降低聚羥基脂肪酸酯的發酵成本，具有較大的經濟優勢和良好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于生物化學領域，涉及一種生產聚羥基脂肪酸酯的方法，更具體涉及一種利用乙酸或丁酸生產聚羥基脂肪酸酯的方法。

背景技術

聚羥基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates，簡稱PHA)是一種微生物在生長代謝不平衡條件下在細胞內合成的一種高分子聚合物，主要作為碳源和能源的儲存物質，在營養匱乏時可以被微生物重新分解利用。PHA有著與石油來源的塑料材料類似的材料學性質，同時具有許多石油來源的塑料材料缺少的優良性能，例如生物可再生性、生物可降解性、生物相容性等等。多年以來，PHA的合成和利用引起了科學界和工業界的廣泛關注。人們在降低PHA的生產成本、合成具有新的單體組成和結構的PHA材料、開發多種PHA的高附加值應用等方面開展了許多研究工作，取得了一系列重要的研究成果。

目前，PHA的生產成本仍然居高不下，限制了其大規模工業化生產和應用。利用較為廉價的底物替代工業發酵中廣泛應用的葡萄糖等碳源，有助于降低發酵原料對糧食作物的依賴，解決與人爭糧、與糧爭地的難題，具有重要的意義。包括乙酸和丁酸在內的揮發性脂肪酸，能夠由微生物轉化各種生物質廢棄物制備，近年來被認為是一種具有良好應用前景的發酵原料。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用乙酸或丁酸生產聚羥基脂肪酸酯的方法。

本發明要求保護海神單胞菌在制備聚羥基脂肪酸酯中的應用。

具體的，所用底物為非糖原料或揮發性脂肪酸；更具體可為丁酸或乙酸。

本發明還要求保護一種制備聚羥基脂肪酸酯的方法，該方法包括：

以前述底物，發酵培養海神單胞菌，得到所述聚羥基脂肪酸酯。

上述方法中，在發酵起始時刻所述底物在體系中的濃度為10-20g/L。

具體的，在發酵起始時刻所述丁酸在體系中的濃度為10g/L。

在發酵起始時刻所述乙酸在體系中的濃度為20g/L。

在發酵初始時刻，含有所述海神單胞菌的體系的OD₆₀₀值為0.05-0.25；具體為0.1；

所述發酵初始時刻，即將所述種子液接種至發酵培養基后的初始時刻；

所述發酵培養步驟中，發酵溫度為37℃；

溶氧為10-50％；具體為30％；

攪拌速率為200-800rpm；

發酵時間為36-60h；更具體為48h；

pH值為7-9；具體為8；

空氣的通氣量為1-5L/min；具體為3L/min。

所述發酵為液態發酵；

所述發酵培養為開放培養；所述開放培養具體為開口揺瓶或在封口膜包覆不滅菌的環境(如揺瓶)中或在培養基和發酵罐體不滅菌且通入無需過濾除菌的空氣的發酵罐中培養；

所述發酵中，發酵體系由種子液、培養基和所述底物組成；

所述種子液提供的有效成分為所述海神單胞菌；

所述種子液的培養為無菌操作培養；