[发明专利]一种从微生物制备雄烯二酮下脚料中回收油脂和固形物的方法

说明书

本发明涉及一种从微生物制备雄烯二酮下脚料中回收油脂和固形物的方法，包括以下步骤：1)亚临界破乳：采用夹带乙醇的丙烷为亚临界破乳剂，对微生物制备雄烯二酮下脚料进行亚临界破乳，得到破乳液；2)回收丙烷：降低体系压力使丙烷气化，并加以回收；3)分离：对回收丙烷后的破乳液进行固液分离，得到液体部分和固体部分；4)获得油脂：将分离得到的液体部分进行脱溶脱水，得到油脂；5)获得固形物：将分离得到的固体部分进行脱溶脱水，得到固形物。本发明解决了微生物制备雄烯二酮下脚料处理难的问题，回收的油脂可以重复使用或作为工业原料，回收的固形物亦可得到利用，既降低了综合生产成本又实现了副产物的增值，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种从微生物制备雄烯二酮下脚料中回收油脂和固形物的方法。

背景技术

雄烯二酮是重要的甾体药物中间体，其制备主要有两种方法，一种是化学合成法，即从野生中药材“穿地龙”、黄姜等植物中提取薯蓣皂素，进而采用化学合成的方法生产雄烯二酮。另外一种方法是微生物转化法，即以自然界中含量充足的植物甾醇为原材料，使用微生物转化技术把甾醇侧链选择性切除而得到产物。微生物法制备雄烯二酮具备如下优势：1)充分利用和发挥资源优势，脱离了因原材料黄姜、穿地龙供应地域、季节、气候的制约；2)微生物的生长、转化反应的环境条件比较温和；3)提高了甾醇回收率，减少了副反应发生；4)减少了化学合成步骤的数量，降低工业生产周期。正因为微生物转化法生产雄烯二酮与化学合成法相比具有许多优势，因此目前雄烯二酮主要以自然界中含量丰富的植物甾醇为原材料，利用微生物转化技术来实现工业生产。

微生物转化甾体的生产工艺通常可以分成两个阶段，其中第一个阶段是微生物的生长繁殖阶段，该阶段的主要工作是促进菌体的生长繁殖，使菌体浓度达到一定的数量；第二个阶段是微生物转化阶段，该阶段的主要工作是添加发酵底物，转移发酵产物。由于发酵底物具有良好的疏水性，不溶于水，因此通常将发酵底物与甲醇、乙醇、丙酮混合添加使产物溶解。但这些有机溶剂会使菌体中毒，影响发酵效率，因此近几年来人们提出了大量的理论和操作工艺用来提高底物在培养液中的溶解度，增加发酵效率。

目前主要采用的方法有：水相体系和双液相体系中甾体的微生物转换。这两种方法各有优缺点，底物在水中的溶解度很低，为了加大底物的溶解度，增加底物与微生物的接触机会，现阶段主要是添加一些表面活性剂来增加底物在水相的溶解度如Tween、TritonX-100、TritonX-114等，但这些物质添加会产生大量泡沫，不利于操作。两相体系是指有水和有机溶剂组成的发酵系统中，有机溶剂作为辅助溶剂存在，微生物进行的反应发生在两相系统的交界面。有机溶剂的主要作用有：1)作为原料的存储库；2)有机溶剂也可以溶解发酵产物，避免产物进一步被分解，减少产物的抑制作用。Stefanov等利用聚丙烯乙二醇、硅油、豆油和葵花籽油来增加培养液对甾醇中间体的溶解度，使得微生物对底物的转化率有明显提高。赵俊平比较了大豆油、菜籽油、葵花油、聚丙二醇2000、聚乙二醇400等不同的有机相与水相组成的两相发酵系统，发现了有机相为豆油时转化率最高，达到85.7％。并且豆油在以上物质中价格较为低廉，适宜使用。目前甾醇药物中间体的生产主要是采用微生物发酵植物甾醇，使用豆油作为辅助相的两相发酵系统来生产的。

发酵液分离雄烯二酮后的下脚料是一个组成复杂的混合体系，除了含油75-80％外，还含有甲醇、水、蛋白质、淀粉等物质，由于组成复杂形成了超稳定的乳化体系，导致很难回收其中的油脂和固形物(蛋白质、淀粉等)，不仅造成浪费增加生产成本，而且下脚料处置不当会造成环境污染。常规的方法很难在获得油脂高回收率的同时获得品质好的固形物产品，下脚料的回收利用问题一直困扰着生产企业。因此亟需开发一种从微生物转化植物甾醇下脚料中回收油脂和固形物的技术。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种从微生物制备雄烯二酮下脚料中回收油脂和固形物的方法。该方法解决了微生物制备雄烯二酮下脚料处理难的问题，回收的油脂可以重复使用或作为工业原料，固形物亦可得到利用，既降低了综合生产成本又实现了副产物的增值，具有良好的应用前景。