[发明专利]转相温度乳液在发酵过程中的应用

说明书

本发明涉及按照PIT-方法制造的乳液在发酵过程中的应用。

在合成复杂的天然物质或其他有机化合物如抗生素时，人们越来越多地采用微生物学的方法。在微生物特别是有细菌或真菌参与的条件下就涉及到厌氧或需氧条件下的物质转换。就这些方法而论，各专业领域不同，界限也总是模糊不清，如所用的“生物转化”，有的用“生物转变”或“发酵”。在本申请范围内后者也是这种方法的用语，这时，将微生物主要是细菌用于转变或合成化学化合物的。

对于发酵过程的开发和优化来说，尤其是在其中微生物发生转变的反应介质，是具有意义的。一般地说，反应介质都是一种水性液体或水性分散体，特别影响到方法的收益和效率。微生物需要碳、氮和某些以结合形式存在的痕量元素如钙、铁、磷或锌作为养料，以便进行新陈代谢，尽量达到所要求的产物。此外，还要经常保持一定的多数是窄范围的温度和pH-范围。至于其他详情细节，请参阅W.克鲁格尔(Crueger)/A.克鲁格尔的教科书：“生物工艺学-应用微生物学教程”，1984年第2版，R.Oldenbourg出版社出版。该书第5章专门论述了发酵技术的基础。因此，这一文献也属于本申请要公开的内容。作为微生物的养料，除能量丰富的糖类及其衍生物外，在许多方法中都添加天然的脂肪和油类，以及这类物质的衍生物，如甘油、甘油酯、脂肪酸或脂肪酯。当然培养基内不宜有任何内含物，而它对微生物的新陈代谢有负面影响。

从德国专利DE3738812A1中已知，一种用微生物制造α-Ω-二羧酸的方法，该方法使用热带假丝酵母(Candida tropicalis)的杆菌将十二烷酸甲酯转化为所要求的二羧酸。转化是在水性介质中，pH值为6.0，温度30℃下产生。除了给微生物供应能量的葡萄糖外，介质还含有作为乳化剂的乙氧基化的脱水山梨糖醇单油酸酯、酵母提取物、玉米浆以及无机的氮源和磷源。然后，给介质定量添加十二烷基酸甲酯。文献没有提到乳液的类型、它在发酵物中的生成或在其中给介质定量加入月桂酸甲酯。由欧洲专利EP0 535 939A1中已知，有一种制备Ω-9-多种不饱和脂肪酸的方法，其中，水性培养基中，适宜的微生物在有糖类存在作为能量供应者和有无机或有机的氮源，以及有脂肪酸甲酯存在下生产所要求的多种不饱和脂肪酸。

而且还有一些方法，其中只利用上述现有技术的脂肪物质作为能量供应者。这是特别具有经济效益的，因为这种脂肪物质通常比起糖、淀粉和类似的化合物，其价更低廉。帕克(Park)等人(帕克等人，“发酵与生物工程杂志”，第82卷，第2期，第183～186页，1996)曾经描述过一种发酵过程以制造太乐菌素(tglosin)，其中在一种水性介质中使用弗氏链霉菌株(Streptomycesfradiae)的微生物，作为唯一碳源的菜籽油的原始用量大约含60克/公升。

此外，在发酵过程中，介质或发酵汁内的含氧量起着决定性的作用。因此，氧在需氧过程中具有基质的作用。对各种方法是否能使富含氧的气相过渡到含有微生物的液相是关键。一个重要参数表示特异的交换表面，一般来说交换表面是间接地由氧的过渡系数k_La来确定的(请参阅克鲁格尔的参考文献，第5章，第71页)。通常通过搅动发酵汁可调节氧的供入至最佳，氧或空气和液体混合，使界面产生气体交换。通过强烈的搅动，有明显的机械能的供入，如帕克等人所实施的，但也能破坏部分培养基，而使此法的收率减少。除此以外，坏死的微生物本身继续裂解，通过所形成的裂解产物可以导致培养基的毒化，于是不可能经济地生产。在戈玛(Coma)和洛尔斯(Rols)的工作(G.戈玛，J.L.洛尔斯，“生物工艺通讯”，第13卷，第1期，第7～12页，1991)中知道，发酵过程中使用豆油制造抗生素时可改进氧的过渡系数k_La，在投入相同能量(搅动)的情况下，可提高全过程的收率。

本发明的任务是改进发酵过程，一方面使用廉价的碳源，另一方面要保证给微生物以充分供氧，而不通过搅动以使微生物有高的机械负担。必须寻找一个方法，把发酵过程中的机械能量减少到最低程度，而不致于降低收率。主要是即使减少能量投入，也能提高收率。

已发现，使用特别微小细粒的油悬浮于水(油/水)的乳液就可解决上述任务。

在最初实施方案中，在发酵过程中使用油/水的乳液时，要求其中乳液至少含有水、乳化剂及油相，而油相含有一种或多种选自下列的化合物：

a)脂肪酸烷基酯和/或

b)植物源的甘油三酯，而且乳液是按照PIT方法制造，其液滴大小在50～400纳米的范围内。