[发明专利]从微生物生物质回收水不混溶性类异戊二烯化合物的方法

说明书

回收一种或多种水不混溶性化合物的方法，其包含：酸化和破坏所述微生物生物质；加热所述经酸化、破坏的微生物生物质，以形成经加热、酸化、破坏的微生物生物质；和使所述经加热、酸化、破坏的微生物生物质与二磺化表面活性剂接触，所述二磺化表面活性剂的量足以从所述微生物生物质释放至少30％的所述一种或多种水不混溶性化合物。

发明领域

本发明提供了用于从微生物生物质(microbial biomass)回收水不混溶性化合物的化合物、组合物和方法。所述化合物、组合物和方法可用于大规模且高效率生成水不混溶性化合物。

发明背景

合成生物学的出现带来了以工业规模和质量由可再生资源发酵微生物生成生物燃料、化学品和生物材料的希望。譬如，已在微生物宿主中成功构建了功能性非天然生物学途径，用于生成抗疟药青蒿素的前体类(参见例如Martin et al.,Nat Biotechnol 21：796-802(2003))；脂肪酸衍生的燃料类和化学品类(例如，脂肪酯类、脂肪醇类和蜡类；参见例如Steen et al.,Nature 463：559-562(2010))；制备降胆固醇药物的聚酮合酶类(参见例如Ma et al.,Science 326：589-592(2009))；和聚酮类化合物(参见例如Kodumal，ProcNatl Acad Sci USA 101：15573-15578(2004))。然而，合成生物学的商业成功在很大程度上将取决于可再生成品的生成成本是否可竞争或优于与其相应的不可再生成品的生成成本。

在诸如水不混溶性化合物之类的化合物发酵生成中，烃类脂质分子相与水相一同乳化以形成稳定的乳液，此稳定的乳液必须破坏稳定以便回收粗制的水不混溶性化合物并将其与发酵液的水相分离。在所述水不混溶性化合物法呢烯(倍半萜)的微生物生成过程中，已观察到两种截然不同的乳液：易于用表面活性剂破坏其稳定的轻质油包水型乳液，以及更致密的固体稳定型乳液，在本发明中称为“死细胞层(Dead Cell Layer)”。所述固体稳定型乳液的特征在于存在与全细胞和细胞碎片相关的水不混溶性化合物。典型的破乳技术，例如添加表面活性剂、加热、以及调节pH值，均对破开致密乳液层无效。此举导致产物大量损失至废物流中，在离心和从水相分离出水不混溶性化合物级分过程中，所述致密乳液在废物流中分层。需要能够从发酵培养基的死细胞层中回收水不混溶性化合物的组合物和方法。

发明摘要

本发明提供了用于从微生物生物质回收一种或多种水不混溶性化合物的组合物和方法。所述方法通常包含通过酸化微生物生物质和破坏微生物生物质来处理所述微生物生物质的步骤。所述酸化和破坏可以任何顺序进行。在某些实施方案，所述酸化在所述破坏之前。在某些实施方案，所述破坏在所述酸化之前。在某些实施方案，酸化和破坏是同时进行或在时间上是重叠的。本发明描述了酸化和破坏的技术。然后根据本发明所述的技术来加热所得经酸化的、破坏的微生物生物质。随后，使所得经加热、酸化、破坏的微生物生物质与表面活性剂接触，所述表面活性剂能够从所述微生物生物质释放一定量的所述一种或多种水不混溶性化合物。本发明详细描述了有用的表面活性剂。然后从所述表面活性剂组合物中回收所述一种或多种水不混溶性化合物。

所述方法和组合物可用于通过发酵来生成水不混溶性化合物。用于所述方法和组合物的特定水不混溶性化合物包括类异戊二烯类、聚酮类化合物和脂肪酸类。

附图简要说明

图1A提供了用于进行本发明提供的某些方法的示例性体系的示意图。图1B提供了用于进行本发明提供的某些方法的生产规模体系的示意图。图1C提供了用于进行本发明提供的某些方法的中试规模体系的示意图。

图2提供了来自均质化步骤的样品。

图3提供了来自表面活性剂步骤的样品。

图4提供了在表面活性剂步骤之后的样品，其中有机层中含71％的水不混溶性化合物，水层中含21％的水不混溶性化合物，以及死细胞层中仅剩余8％的水不混溶性化合物。

优选具体实施方式

定义