[发明专利]一种二元酸戊二胺盐的制备方法及其培养基

说明书

本发明公开了二元酸戊二胺盐的制备方法：发酵生成赖氨酸，再将赖氨酸的发酵液与赖氨酸脱羧酶混合，进行脱羧反应，生成戊二胺，在赖氨酸发酵过程中加入发酵培养基，该培养基以二元酸铵盐为氮源，且二元酸铵盐还作为底物，通过补料培养基的方式赖氨酸发酵体系。本发明的制备二元酸戊二胺盐的方法，避免了现有生物发酵法制备戊二胺过程中产生大量无机离子的问题，从而避免了后续对无机离子的处理过程，大大降低了后续处理工作和成本，减少了无机离子对环境的损害。

技术领域

本发明涉及环境友好型培养基、以及利用该培养基的发酵制备二元酸戊二胺盐的方法。

背景技术

戊二胺(Diaminopentane；DN5)，又名尸胺，在农业、医学以及工业上具有广泛的应用。在农业上，外源施加戊二胺，可以改善坐果和促进果实成熟；在医学上，戊二胺可以作为一种有效治疗痢疾的药物；在工业上，生物发酵法制备的戊二胺可以代替来自于石油化工产品的二胺，进行聚合反应生成各类性质不同的聚合物，从而避免石油化工产品成本高且生产对环境有不利影响的弊端，并且可以广泛应用于航空航天、汽车部件、机械零部件、电子电器与包装材料等领域。

对于生物法合成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。

发明内容

为了解决生物发酵法制备赖氨酸，进而得到戊二胺的过程中会产生大量无机盐，从而对后续处理有很大压力的问题，本发明提供多种特别针对戊二胺发酵的环境友好型培养基、以及利用该培养基，通过发酵和酶转化工艺，制备二元酸戊二胺盐的方法。本发明的制备二元酸戊二胺盐的方法，避免了现有生物发酵法制备戊二胺过程中产生大量无机离子的问题，从而避免了后续对无机离子的处理过程，大大降低了后续处理工作和成本，减少了无机离子对环境的损害，并且得到的二元酸戊二胺盐经过处理可以直接聚合得到特定的聚合物。