[发明专利]一种高效产PHB的新型光催化发酵系统

权利要求书

1.一种生产PHB的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）微生物培养：将保存在冷冻干燥管里的Ralstonia eutropha DSM 428放入TSB溶液中复苏，待细菌复苏24h后传代至基础培养基Ⅰ中进行扩大培养至OD值为1；

2）将步骤1）扩大培养的细菌继续传第二代细菌至基础培养基Ⅱ中进行扩大培养至OD值为1；

3）将步骤2）扩大培养的细菌继续传第三代细菌至基础培养基Ⅲ中进行扩大培养至OD值为30，然后将所得接种菌液移入发酵罐中，加入光催化剂与基础培养基Ⅳ，所述光催化剂为CdS或CdS/Cd(OH)₂光催化剂，开启发酵罐中的搅拌装置，通入无菌洁净空气，调节发酵罐内压力，在光照和恒温条件下进行发酵，每隔4h从出料口抽取少量发酵罐中的培养液离心用液相色谱法测果糖含量，待发酵罐内果糖接近消耗完全时打开进料口通入补料液，同时打开出料口，收集产物罐中菌液提取PHB；

所述补料液为基础培养基，其中果糖浓度为30~50g/L，基础培养基中主要化合物的种类及浓度如下表1所示：

表1 基础培养基的化合物种类和浓度

其中微量元素溶液中主要组分及浓度为：FeSO₄·7H₂O 15g/L，MnSO₄·H₂O 2.4 g/L，ZnSO₄·7H₂O 2.4g/L，CuSO₄·5H₂O 0.48g/L，HCl 0.1M；

所述基础培养基Ⅰ、基础培养基Ⅱ、基础培养基Ⅲ及基础培养基Ⅳ组分相同，其中果糖浓度为20g/L，其余组分及浓度与补料液所用基础培养基相同。

2. 根据权利要求1所述的生产PHB的方法，其特征在于，步骤1）所述TSB溶液主要组分及浓度为：胰蛋白胨17g/L，大豆蛋白胨3g/L，NaCl 5.0g/L，K₂HPO₄ 2.5g/L。

3.根据权利要求1所述的生产PHB的方法，其特征在于，步骤3）所述接种菌液体积为发酵罐中的培养液总体积的10~20%，发酵罐内的初始OD值为6；发酵罐中的搅拌装置转速为150~300r/min。

4. 一种利用权利要求1-3任一项所述方法高效产PHB的光催化发酵系统，其特征在于，所述光催化发酵系统包括一个带搅拌装置的发酵罐，含Ralstonia eutropha DSM 428和光催化剂的发酵液置于发酵罐中，发酵罐上方有5个管孔，其中一个管孔连接空气泵通入无菌洁净空气，一个管孔用作出料口连接产物罐，其余三个管孔为气压平衡口，其中一个气压平衡口在补料时用作进料口通入补料液，所述发酵罐置于恒温箱在光照条件下进行光催化发酵。

5. 根据权利要求4所述的高效产PHB的光催化发酵系统，其特征在于，所述含Ralstonia eutropha DSM 428和光催化剂的发酵液中光催化剂浓度为1~10g/L。

6.根据权利要求4所述的高效产PHB的光催化发酵系统，其特征在于，通入补料液的速率与出料口排出速率相同，补料速率为100~200微升/分钟。

7. 根据权利要求4所述的高效产PHB的光催化发酵系统，其特征在于，所述恒温箱内温度为28~32℃；光照强度为3600~4200 lux。

8.根据权利要求4所述的高效产PHB的光催化发酵系统，其特征在于，所述发酵罐内压力为0.9~1.1个大气压。