[发明专利]基于克鲁斯假丝酵母的甘油生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种微生物发酵生产甘油技术领域的方法，具体是一种基于克鲁斯假丝酵母的甘油生产工艺。

背景技术

甘油，作为化学产品的重要副产品，又是其他化学产品的重要原料，主要用途有医药、化妆品、个人护理产品，香烟及食品。随着我国国民经济的不断发展，作为国计民生重要化工产品的甘油市场需求量不断增长，尤其是在食品、化妆品工业和医药工业的需求在逐年增加。因此，开发国内甘油的生产和应用，对我国社会的发展意义重大。

甘油又名丙三醇，为无色粘稠液体，是重要的轻化工原料，用途很广，常用于个人护理、牙膏、医药、化妆品、食品等品种中。目前甘油来源主要为制皂工业和生物柴油的副产物、化学合成甘油、发酵法生产甘油三方面。但由于制皂工业的萎缩，皂化甘油的产量也大幅度下降，且化学合成甘油由于工艺复杂，技术难度大及其应用范围受限等因素制约其发展。随着人民生活水平不断的提高，各国对食品、日用品的安全限制和质量标准越来越高，特别是几年前美国“毒甘油”事件之后，全球都在致力于不断的提高食品与药品的质量和安全性。这种社会趋势之下，发酵法生产甘油这种方法应该重新被人们认识和重视，发酵法生产甘油是以淀粉类物质作为原料，通过糖化后经微生物菌种发酵后提取制得。首先其原料来源广泛、价格低廉，其次经微生物发酵生产过程中安全性比化学合成和皂化甘油更高，生产出的甘油产品应用面更广，因此可以作为解决我国高品质甘油短缺状况的一条重要的工艺路线。

但近年来，发酵法生产的成品甘油质量普遍不高、且生产成本和污染较大，在市场中逐渐地失去了其应有的竞争力。主要为以下几点：

首先，没有稳定的高产甘油菌株作为发酵生产的坚实基础，现有发酵法生产甘油的菌种主要包括细菌、酵母、霉菌、原生动物和藻类等，已经被研究过的甘油生产菌株很多，但酵母菌居多。亚硫酸盐法发酵生产甘油的菌种为酿酒酵母S.cerevisiae，28℃发酵甘油转化率为20％-25％，发酵液中亚硫酸盐法含量高，使得甘油提取困难。碱性法发酵生产甘油使用的菌种为粉状毕赤酵母Pichia farinosa，30℃发酵甘油转化率38％-45％，发酵时间少于120h，发酵液中含盐量多，影响甘油提取。耐高渗酵母法发酵生产甘油，耐高渗透压假丝酵母28-30℃发酵，甘油转化率为40％-50％，发酵时间96h，发酵液中含盐量少，利于甘油提取。除酵母菌之外，Rohr利用黑曲霉Asporgillus niger发酵甘油的转化率仅为6％。Neish报道枯草芽胞杆菌B.subtilis发酵生产甘油的转化率为30％左右。Ben-Amotzl报道利用藻类Dunalielle经光合作用藻内积累的甘油可达4.4mol/L，但甘油很少向外分泌，生产角度并无优势。

其次，甘油发酵过程中的较高能耗也一直是发酵法甘油成本居高不下的原因之一，主要表现在发酵过程中的动力系统和冷热系统使用，动力系统包括压缩空气和搅拌系统的使用，发酵时间越长，动力系统的能耗越大。冷热系统包括蒸汽和冷却水的使用，发酵培养温度要求越低，所使用的冷却水越多，生产成本越高。

再次，与其他甘油生产方法相比，发酵法生产的甘油发酵液中含有胶体物质、蛋白质、多糖及单糖等物质，使得减压蒸馏过程中会出现严重结焦、变黑情况，成品甘油质量不高。其提取工艺一般是将成熟发酵液通过板框压滤后，进行适当的浓缩得到粗甘油，进而减压条件下进行蒸馏，脱色脱臭后得到成品甘油。此法得到的成品甘油质量一般只能达到工业甘油的质量标准。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101658243，公开日2010-3-3，记载了一种用于调控牛羊围产期能量代谢障碍的微生物饲料添加剂，该技术通过将无机硒源加入到菌剂生产培养基中，使培养基中硒浓度为2～10mg/kg，将克鲁斯假丝酵母、产朊假丝酵母和嗜热链球菌种子液按13∶1∶2接种于培养基中，培养液与适量的玉米粉混合，35～40℃烘干即得。

但是该现有技术具有以下特点：(1)在200g/L初糖的基础上发酵后得甘油含量为67.26g/L-71.75g/L，发酵转化率为34％-36％，糖甘转化率较低，(2)发酵培养温度为33℃，时间为120h，培养时间略显较长，发酵过程中的水电成本较高，(3)发酵培养基中添加了40g/L的NaCl，对提高甘油产量会有一定的帮助，但如需对甘油提纯，则会严重影响甘油的提取收率，(4)此技术的最终产品并非成品甘油，发酵后甘油不需要提取，对甘油品质无要求。

发明内容