[发明专利]一种低残油发酵生产鼠李糖脂的方法

说明书

本发明公开了一种低残油发酵生产鼠李糖脂的方法。本发明公开的一种低残油发酵生产鼠李糖脂的方法包括将铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)或恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)进行发酵培养，发酵培养期间在稳定期分别补料补料I和补料II，然后在衰亡期加入嗜油菌共发酵以降低残油的步骤。本发明解决了现有的发酵生产鼠李糖脂的工艺中发酵液乳化问题，消除了高残油对后提取工艺的不利影响，可显著提高碳源转化率和生产效率，降低鼠李糖脂的生产成本，本发明提供的方法具备工业化应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种低残油发酵生产鼠李糖脂的方法。

背景技术

表面活性剂是具有固定的亲水亲油基团，能在溶液的表面定向排列，降低溶液表面张力的物质，广泛用于石油、环境、农业、日化、食品和医药等多个领域。

目前市面上的表面活性剂多是以石油基化学品为原料合成，受限于石油类资源的不可再生性和环境不相容性，近年来生物表面活性剂的开发广受关注。

鼠李糖脂是某些微生物在特定条件下分泌产生的一种代谢产物，属于阴离子型生物表面活性剂，它不仅溶于甲醇、氯仿和乙醚，而且在碱性溶液中也表现出良好的溶解性，具有油、水两亲性，可以显著降低溶液的表面张力，并且能够在温度、pH值及盐度处于极端状况下发挥作用。鼠李糖脂广泛应用于石油工业、绿色农业和生态环境方面，在食品行业、化妆品、医疗方面也有较大的应用潜力。

在石油领域，常规的一次、二次采油一般仅能采收地下原油的30-40％左右。鼠李糖脂可运用于三采技术，与地层中的残油混合后产生增溶、乳化及互溶效果，进而把残油驱替出来。如果配合其它驱油剂使用，具有驱油效果好、见效时间长的优点。已有研究表明，使用鼠李糖脂复配其它驱油剂，采收率可提高20％以上。此外，鼠李糖脂还可以降低石油黏度，用于清洗储油罐、油轮贮仓、输油管道以及运油车等。

在环境领域，鼠李糖脂可用于修复人类所造成的环境污染，包括土壤、水、海岸线及海底中的油、金属或其他污染物。鼠李糖脂具有一定的金属螯合能力，因此可用来清除土壤、污水及其他液体中的重金属污染物。鼠李糖脂和其产生菌可降解硫丹，从而修复被剧毒农药污染的土壤或水体。鼠李糖脂能够减小油膜与水之间的界面张力，使油污分散在水中形成乳液。同时，多数鼠李糖脂产生菌具有烃类代谢能力，可进一步分解分散在水中的油膜，因而可以解决原油泄漏带来的环境问题。鼠李糖脂可100％生物降解，不会给环境带来二次污染。

在农业领域，鼠李糖脂能够刺激作物生长、辅助吸收营养、增加农药及肥料作用效果，并且对人和动物无毒副作用。在碱性条件下，鼠李糖脂可电离出H+，中和碱性土壤中的OH-，从而改变土壤板结环境，改良碱性土壤。鼠李糖脂可抑制真菌生长，用于农作物拌种，能够提高出芽率，减少病虫害。

在日化领域，几乎每种产品中都存在表面活性剂，鼠李糖脂除具备良好的表面活性外，还具有良好的细胞通透性，以及无毒、可降解特性。这些特点使其可广泛应用于各种日化产品中，例如抗头皮屑产品、护肤霜、染发剂、香波和护发素、牙膏、睫毛膏、指甲油、唇膏、止汗剂、婴儿用品、剃须膏、保湿剂、肥皂、眼影、湿巾及香水等。

此外，鼠李糖脂还被发现具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等作用，可被开发成新型生物医药或生物农药，为鼠李糖脂的应用提供了新的市场和动力。

目前，鼠李糖脂的生产在国内已实现工业化，但是纯度更高的高端精制品还处于实验室研究阶段。主要原因在于鼠李糖脂生产过程中多是以植物油为碳源，因为油性碳源更有利于诱导表面活性剂的合成，虽然文献中也有以葡萄糖、甘油、乙醇等为碳源，但往往产率较低，生产成本较高，难以实现工业化。而利用植物油来生长的菌株，往往发酵液中残油含量高，黏度较大，乳化严重，不仅影响传质和氧传递，降低了碳源转化率，而且给后处理工艺带来极大不便。具体表现在：菌体难以从发酵液中分离，需要加入化学破乳剂；不仅增加成本，而且新加入成分又会给后续提纯工艺增加难度；残油不易从上清液中分离，影响后续酸沉淀工艺以及产品品质。

发明内容