[发明专利]含二元酸戊二胺盐的发酵液及方法及制得的二元酸戊二胺

说明书

本发明公开了包括二元酸戊二胺盐的发酵液的制备方法，包括以下步骤：a)发酵法制备二元酸铵盐溶液：以烷烃、脂肪酸、脂肪酸酯和脂肪酸盐为底物发酵，发酵时加入液氨和/或氨水，直至发酵结束，得包括二元酸铵盐的发酵液；(b)发酵法制备赖氨酸，得赖氨酸二元酸盐的发酵液；发酵时，流加补料培养基；(c)步骤(b)中得到的赖氨酸二元酸盐经赖氨酸脱羧酶的脱羧反应，得到二元酸戊二胺盐的酶转化液。本发明巧妙的将单体发酵合并，避免了戊二胺发酵过程中产生大量无机盐的问题，发酵结束后发酵液中就存在可以聚合的单体的盐，再通过后续提取纯化工艺，可以直接得到二元酸戊二胺产品。

技术领域

本发明涉及发酵方法制得的含有二元酸戊二胺盐的发酵液及其制得的二元酸戊二胺产品。

背景技术

二元酸胺盐(又称：聚酰胺盐或尼龙盐)，是合成聚酰胺的前体。聚酰胺一般以胺和二元酸为单体原料，二者混合形成二元酸胺盐，再通过聚合得到的聚合物；该制备工艺的前提是：单体二元胺和二元酸，都必须是聚合级产品，具有很高的纯度，才能保证得到的聚酰胺具有工业应用价值。然而，聚合级戊二胺和聚合级二元酸的制备，是很复杂的过程，并且环保压力巨大。

以二元酸产品为例，现有二元酸大多通过生物发酵方法制得，并经多种复杂提取、纯化手段，从发酵液中提取得到聚合级二元酸。一般而言，从发酵液中得到常规聚合级二元酸需要经过以下复杂的步骤：发酵液经破乳(例如：加碱破乳或加热破乳)静置去除底物(例如：烷烃)、经结晶(例如：可以为酸化结晶)得到包含有大量菌体的二元酸粗产品晶析液、再经过滤去上层清液，将得到包括菌体的二元酸滤饼，滤饼经低温干燥，再经洗涤去除水溶性杂质，再加入有机溶剂进行抽提(同时可进行脱色)，再经过滤，滤除脱色剂、菌体、无机盐等，得到含有二元酸的有机溶剂，再将二元酸结晶、过滤、干燥，得纯度较高的二元酸产品。由于发酵液中含有菌体、培养基、未发酵的底物、大量无机盐、蛋白质、水等多种杂质，且多相共存，组成复杂，介质粘稠，各个步骤操作要求都比较高，需要消耗大量能量，成本很高，且收率很低。

再以戊二胺产品为例，生物法制备戊二胺的方法主要有两种：一种是使用微生物利用葡萄糖通过复杂的代谢调控，转化得到戊二胺，即从生产赖氨酸的微生物开始，通过引入编码赖氨酸脱羧酶的任选基因可以产生戊二胺；另一种方法是将纯化的赖氨酸盐用赖氨酸脱羧酶进行脱羧生成1，5-戊二胺。中国专利CN201180010538.5公布了一种利用微生物转化合成戊二胺的方法，它构建了能分泌表达赖氨酸脱羧酶的微生物，在发酵生产赖氨酸脱羧酶，然后向微生物培养基中投入赖氨酸，从而把赖氨酸转化为戊二胺。这种方法需要一定纯度的赖氨酸，需要另外的赖氨酸生产和纯化工艺。中国专利CN201410004636.3公布了一种向赖氨酸发酵液中加入赖氨酸脱羧酶的方法来生产戊二胺。这种方法虽然不需要纯化赖氨酸，但需要生产和纯化赖氨酸脱羧酶，这是一个非常复杂的工艺过程。专利CN105441497A，CN105316270A公布了利用微生物发酵和微生物转化偶联生产戊二胺的方法，利用基因工程技术，将不同来源的赖氨酸脱羧酶基因克隆至高产赖氨酸的大肠杆菌或谷氨酸棒杆菌中进行分泌表达，将重组菌株进行发酵，第一阶段主要是重组菌株合成赖氨酸，第二阶段诱导赖氨酸脱羧酶基因进行分泌表达，并将赖氨酸转化成戊二胺。

但是不管是上述哪种方法，在发酵生产戊二胺或者发酵生产赖氨酸的过程中，由于底物，培养基，pH调节过程等，会不可避免的会产生大量无机盐。这些无机盐，需要复杂的处理工艺才能去除，因此大量无机盐的产生对后续提取工艺产生了很大的压力，使得后期的污水处理成本非常高，且除盐工艺复杂度很高，处理不当则对环境有很不利的影响。因此，在保证发酵的转化率的基础上，尽量减少发酵液中盐含量，为后续处理工艺带来方便且不增加环保压力，是现有技术亟待解决的非常有现实意义的问题。

由此，如何解决聚合级戊二胺和聚合级二元酸的制备过程复杂，并且环保压力巨大的问题，具有非常现实的社会意义。

发明内容