[发明专利]以高盐糖蜜为原料进行发酵制备PHA的方法

说明书

本发明涉及PHA发酵领域，具体涉及一种以高盐糖蜜为原料进行发酵制备PHA的方法。该方法包括：在能够发酵产PHA的条件下，将PHA发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵；其中，所述发酵培养基含有高盐糖蜜，以高盐糖蜜的干重为基准，盐含量为8‑11重量百分比，糖含量为40‑70重量百分比。该方法能够有效降低PHA的生产成本，且发酵效率还得到了提升。

技术领域

本发明涉及PHA发酵领域，具体涉及一种以高盐糖蜜为原料进行发酵制备PHA的方法。

背景技术

当前社会飞速发展，绿色环保已经成为当代化工产品的主旋律，以往的化石提炼材料已经越来越难满足环境保护的需求。正是在这样的趋势下，生物可降解材料的开发与生产显得更为迫切与必须。PHA是一种可生物降解的新型可塑原料，它具备和传统塑料制品相似的材料学性质。PHA可以在大多数微生物体内作为供能物质积累和储存，利用生物发酵的方法可以大规模生产和提取纯化。

在大多数PHA发酵工艺中，往往使用单一糖类——主要是单糖，例如葡萄糖作为主要碳源进行培养。PHA主要是在高碳低氮的失衡条件下进行积累的，因此葡萄糖的使用贯穿整个PHA发酵过程，在整体发酵成本中占比较大的部分。因此找到能够替代葡萄糖且发酵性能又高的廉价碳源，将会更好地节约PHA发酵成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供以高盐糖蜜为原料进行发酵制备PHA的方法，该方法能够有效降低PHA的生产成本，且发酵效率还得到了提升。

在一些糖类加工工厂中会产生很多工业副产物糖蜜，糖蜜成深色浓稠状，其中富含蔗糖、葡萄糖、果糖。一些糖蜜由于受加工过程的影响还会富集盐分形成高盐糖蜜，该类糖蜜的含盐量约占总成分的8%以上。高盐糖蜜虽然糖含量高，但是盐浓度高、色素含量大、粘稠度高，导致其作为副产物的处理难度加大。本发明的发明人发现，将该种高盐糖蜜运用到PHA的发酵（耐盐菌）生产过程中，替代葡萄糖进行发酵，一方面，高盐糖蜜的使用减少了发酵过程中外源盐的添加，有效提高了工业副产物的利用率，降低了成本；第二方面，高盐糖蜜富含多种微量元素，以及微生物生长所必需的N、P化合物，维生素等，能够有效促进菌体生长，在使用过程中可以适当减少培养基中相应原料的添加或甚至直接代替常规培养基配料，降低了培养基的成本，同时仍能够保证PHA发酵的正常进行，且能够提高发酵效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种发酵制备PHA的方法，在能够发酵产PHA的条件下，将PHA发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵；

其中，所述发酵培养基含有高盐糖蜜，以高盐糖蜜的干重为基准，盐含量为8-11重量百分比，糖含量为40-70重量百分比。

优选的，所述发酵培养基含有高盐糖蜜、酵母粉、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、硫酸镁和氯化钠；相对于1L发酵培养基，高盐糖蜜的含量为15-35ml、酵母粉的含量为15-17g、磷酸氢二钾的含量为2-5g、磷酸氢二钠的含量为5-8g、硫酸镁的含量为0.2-0.3g、氯化钠的含量为45-55g。

优选的，所述发酵在搅拌的条件下进行，从发酵0h到发酵8-12h，所述搅拌的转速为400-600rpm；

从发酵8-12h到发酵16-20h，所述搅拌的转速为600-1000rpm；

从发酵16-20h到发酵结束，所述搅拌的转速为400-600rpm。

优选的，（1）当发酵培养基中的糖含量第一次下降至12g/L以下，优选下降至10g/L以下，更优选下降至5-8g/L以下时，补充第一营养物质，所述第一营养物质的碳氮比为10-20：1，第一营养物质的补充量为发酵培养基的8-12体积百分比；

（2）当第一营养物质补充结束时，补充第二营养物质，所述第二营养物质的碳氮比为30-50：1，第二营养物质的补充量为发酵培养基的5-10体积百分比；