[发明专利]泡沫控制方法

说明书

相关申请及引用并入本文

本申请要求2011年3月29日提交的美国临时专利申请系列号61/469,067和2012年3月28日提交的美国专利申请系列号13/433,036的优先权。参考在2009年6月9日提交的国际专利申请系列号PCT/US2009/046783，其在2009年12月17日公开为PCT公开第WO2009/152176号，并参考在2010年8月10日提交的国际专利申请系列号PCT/US2010/044964，其在2011年2月17日公开为PCT公开第WO2011/019686号。

前述申请案，及在其中或者在其审查期间所引证的所有文件（“申请案引证文件”）及在“申请案引证文件”中所引证或者参考的所有文件，及本文中所引证或者参考的所有文件（“本文中引证文件”）及在“本文中引证文件”中所引证或者参考的所有文件，连同用于任何本文中所提及的产品或者在任何以引用方式并入的文件中的任何生产商指示、说明、产品规格和产品介绍，都以引用方式并入本文，并可在本发明的实施中采用。更具体而言，所有参考文件被以引用方式并入至如同每一单独文件被具体且单独地指明以引用方式并入的程度。

技术领域

本发明涉及一种控制生物表面活性剂发泡的方法，该生物表面活性剂在以下情况下发泡：在发酵培养基中通过宿主细胞生产该生物表面活性剂期间，当宿主细胞胞外分泌该生物表面活性剂并且该生物表面活性剂可溶于发酵培养基时。该方法包括以下步骤或者基本上由以下步骤组成：在通过宿主细胞生产该生物表面活性剂的同时，使该生物表面活性剂不溶解化。以此方式，发泡受到控制，因为该不溶解化的生物表面活性剂不会发泡。通过这个方法，泡沫减少指数大于1，和/或泡沫减少指数大于2，和/或泡沫减少指数大于3。同样，另外或者作为另一种选择，通过这个方法，发酵培养基中的可溶性生物表面活性剂的浓度至多约1g/kg。另外或者作为另一种选择；和/或至少25%的所生产的生物表面活性剂被不溶解化。另外或者作为另一种选择，该方法在不添加消泡剂的情况下进行；或者使得能够减少在不使该生物表面活性剂不溶解化的情况下所要使用的消泡剂的量，如在不使该生物表面活性剂不溶解化的情况下所要使用的消泡剂的量减少25%或者30%或者40%50%或者60%或者65%或者70%或者75%或者80%或者85%或者90%或者95%或者更多。并且另外或者作为另一种选择，虽然本发明可以以分批方式或者补料分批方式进行，但本发明有利地涉及连续的方法。本发明还有利地涉及其中该生物表面活性剂为疏水蛋白如疏水蛋白II的方法。本发明还有利地涉及其中该生物表面活性剂为糖脂如鼠李糖脂和槐糖脂或者脂肽如表面活性肽的方法。甚至另外地，本发明涉及用于进行本发明的方法特别是本发明的连续方法的装置。还另外地，本发明涉及其中通过添加沉淀剂如盐、醇、水混溶性有机溶剂、水溶性聚合物或者阳离子聚合物，或者通过改变pH，或者通过改变温度来引起该生物表面活性剂的不溶解化的本发明方法。

背景技术

表面活性剂是广泛用于各种工业的化学品，并且主要是化学合成的。通过多种微生物生产的表面活性剂因其独特性质而正受到关注，如与合成的对等物相比，生物可降解性更高且毒性谱更低。但是，这种生物法生产的表面活性剂的可供量(available)和成本有限，这部分地因为缺乏有效的生产方法。

一种用于工业规模生产蛋白质或者酶的有效系统是，进行好氧深层发酵，然后进行水基回收步骤以分离目的产物。但是，泡沫控制对于实现效率是关键的。

在化学工业中，发泡是一个严重问题，尤其是对于生化工艺而言。在多种物质如表面活性剂和蛋白质的制造中，特别是在靠近气液界面处涉及明显的剪切力的工艺中，如涉及通气、泵送或者搅拌的那些工艺中，常常有泡沫产生，这是一种不想要的结果。好氧深层发酵依靠足够的通气来供应微生物生长和产生目的产物所需要的氧。向发酵液引入空气以提供微生物所需要的氧会产生泡沫。发酵过程中泡沫的存在通常对发酵的性能有负面影响，包括发酵罐工作体积或者生产率降低，存在与“泡沫溢出”相关的污染风险，所述“泡沫溢出”例如是液态发酵液上方产生泡沫柱或者泡沫头达到足够的高度，以至于它通过通风孔或者管道排出发酵容器。

常常使用添加剂如消泡剂或者除泡剂来减少发酵期间的泡沫形成。消泡剂按需在回收步骤期间进行添加以控制泡沫。一些回收工艺因消泡剂的存在而受到负面影响，尤其是基于膜的分离工艺。取决于蛋白质或者酶的最终应用，在其生产过程中采用的消泡剂可能需要或者不需要移除。