[发明专利]一种甘油发酵生产1,3-丙二醇的方法有效

专利信息
申请号: 201811255629.5 申请日: 2018-10-26
公开(公告)号: CN111100901B 公开(公告)日: 2022-03-04
发明(设计)人: 张霖;樊亚超;师文静 申请(专利权)人: 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院
主分类号: C12P39/00 分类号: C12P39/00;C12P7/18;C12R1/22;C12R1/89;C12R1/01
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100728 北*** 国省代码: 北京;11
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 甘油 发酵 生产 丙二醇 方法
【说明书】:

本发明涉及一种甘油发酵生产1,3‑丙二醇的方法,首先在微氧条件下进行发酵菌种的培养,获得发酵种子液;再在自养条件下进行微藻培养,获得微藻种子液;然后在发酵培养基中接入发酵种子液进行微氧发酵,发酵至乙酸浓度大于3g/L时加入微藻种子液,培养至发酵结束;最后将pH调至碱性,静置分层后获得含有1,3‑丙二醇的发酵清液。本发明方法利用微藻细胞代谢和发酵体系的结合作用,强化了甘油代谢中底物水平的氧化磷酸化作用,提高了发酵水平。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域,具体涉及一种甘油发酵生产1,3-丙二醇的方法。

背景技术

1,3-丙二醇(1,3-Propanediol,PDO)主要用于生产性能优异的新型聚酯PTT(Polytrimethylene Terephthalate)。由它合成的聚酯具有独特的性质和优异的性能,而且可以使聚酯塑料具有易于自然循环的可生物降解特性。近年来,作为重要的有机合成原料和中间体,因其独特性能以及广泛的用途成为研究开发的热点。

1,3-丙二醇工业生产方法主要有化学法和生物法两大类。生物法是目前研究的热点,根据原料不同可分为葡萄糖一步转化法和甘油转化法。生物法虽然起步较早,但是直到二十世纪八十年代才逐渐引起人们的重视。与化学法相比,微生物转化法具有条件温和、操作简便、选择性好、节省能源、设备投资少和环境良好等特点,是一种生产成本最低、污染最少的方法,符合当今“绿色化工”和“可持续性发展”的要求。

目前以甘油为底物,利用克雷伯氏菌生物转化制备1,3-丙二醇的技术路线,由于其代谢途径简单、发酵菌种易于改造,所以该路线被广泛采用。克雷伯氏菌是一类典型的兼性厌氧微生物,在厌氧、微氧以及好氧条件下均能生长,因此甘油经生物转化制备1,3-丙二醇工艺主要分为好氧模式、微氧模式以及厌氧模式。中国专利CN1348007A公开了一种微生物微氧发酵生产1,3-丙二醇的方法,其所使用的微生物细胞不仅在厌氧条件下,而且在微氧条件下都能将甘油转化为1,3-丙二醇。近年来从克雷伯氏菌代谢途径入手,对好氧、微氧以及厌氧模式进行了深入研究,形成了多种技术方案。中国专利CN1434122A公开了一种采用两段双底物集成发酵生产1,3-丙二醇的方法,其二级种子培养是以葡萄糖和甘油为混合双底物,将好氧条件下的二级种子培养和厌氧条件下的甘油厌氧转化集成在同一个发酵罐中进行。中国专利CN101307335A公开了一种甘油厌氧发酵生产1,3-丙二醇的改进方法,其特征在于通过在发酵过程中加入碱性钙盐实现pH值在线调控,改善了甘油在还原与氧化两个支路之间的代谢,从而有利于菌体的生长和产物的生产。中国专利CN102864177A公开一种促进微生物发酵生产1,3-丙二醇的方法,发酵过程依次分为微氧发酵和厌氧发酵,当OD值大于7时由微氧发酵转变为厌氧发酵。该方法能够有效促进甘油的转化,大幅提高最终产物中1,3-丙二醇的浓度。

随着生物技术的发展,利用基因工程的技术手段,通过菌种的改造以适应发酵工艺的设想也已实现。中国专利CN 106399217A公开了一株克雷伯氏菌arcA基因缺失株的构建及应用,其特征是利用同源重组的方法敲除产1,3-丙二醇克雷伯氏菌抑制TCA循环的关键基因arcA,提高微氧条件下细胞的TCA循环活力,强化还原力再生,提高1,3-丙二醇产量。中国专利CN102199570A公开了一种构建基因工程菌以增强微生物产1,3-丙二醇的方法,包括构建插入苹果酸酶基因的表达载体;将插入苹果酸酶基因的表达载体转入产生1,3-丙二醇的宿主菌中;在发酵培养过程中添加诱导剂诱导苹果酸酶基因过量表达;采用有氧发酵并流加底物甘油的发酵方式生产1,3-丙二醇。

上述方法虽然都从克雷伯氏菌兼性厌氧特征入手,通过阶段调控、菌种改造等方法,取得了一定的效果,但是从代谢途径机理研究发现:(1)厌氧条件下甘油的选择性最高,但过程中需要通入高通量的氮气以维持微氧条件,能耗较高;(2)微氧、好氧条件下,发酵副产物较多,目前多采用基因工程菌,但是发酵水平不高。

发明内容

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院,未经中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201811255629.5/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code