[发明专利]一种发酵生产1，3－丙二醇的高产工艺

摘要

一种发酵生产1，3－丙二醇的高产工艺，属于生物化工技术领域。以底物甘油生产1，3－丙二醇的中间代谢产物3－羟基丙醛在发酵液中的浓度及其变化为依据，调控发酵过程中溶氧量的大小和底物的流加速率。发酵过程中，3－羟基丙醛的浓度控制在2～10mmol·L^－1之间，过低则增大底物的流加速率。或降低发酵的溶氧量；过高则降低底物的流加速率甚至停止流加，或增加发酵的溶氧量；这样既不会发生由于中间代谢产物3－羟基丙醛积累而引起的发酵中止现象，同时产品1，3－丙二醇生产强度高，发酵液中最终1，3－丙二醇浓度可到达到60－80g/L的浓度。整个发酵过程控制简单，操作方便，通用性强。

主权项

1.一种发酵生产1，3-丙二醇的高产工艺，以3-羟丙醛浓度作为调控指标来促进微生物合成1，3-丙二醇；其特征在于：工艺过程为：将种子液加入发酵培养基中，发酵培养基的甘油浓度为5-50g/l，葡萄糖浓度为0～5g/L，pH值为5.5～8.5，发酵温度30～40℃；根据发酵罐的具体条件，通入0～1.0vvm的空气，搅拌转速为20～500rpm；发酵开始后要及时检测发酵液中3-羟基丙醛的浓度，首先通过3-羟基丙醛的浓度变化来判断发酵的溶氧量是否合适并加以调整，然后再根据3-羟基丙醛的浓度调整底物的流加速率，从而来调整底物甘油的浓度；发酵开始后根据溶氧量出现适中、过高、过低三种情况为：(1)随着发酵的进行，菌体生长，3-羟基丙醛的浓度也逐渐上升，随着底物甘油不断被消耗，发酵液中3-羟基丙醛的浓度出现下降，表明设定的发酵参数合理，发酵的溶氧量合适，此时当甘油浓度处于3-10g/L时，开始流加甘油或甘油和葡萄糖等的混合物；流加开始后继续监测发酵液中3-羟基丙醛的浓度，并根据3-羟基丙醛的浓度随时调整底物的流加速率，当发酵液中3-羟基丙醛的浓度过高时，降低底物流加速率甚至停止流加；当发酵液中3-羟基丙醛的浓度过低时，增加底物的流加速率；保持发酵液中3-羟基丙醛的浓度在2～10mmol/L之间；至发酵结束；(2).溶氧量过高：随着发酵的进行，3-羟基丙醛的浓度变化不大，且低于2mmol/L；当甘油浓度处于3-10g/L时，开始流加甘油或甘油和葡萄糖的混合物，并逐渐增大底物的流加速率，增加发酵液中底物甘油的浓度来提高3-羟基丙醛的浓度，此时若发酵液中3-羟基丙醛的浓度仍低于2mmol/L时，则表明溶氧过大，应尽快降低发酵的通气量和转速来降低发酵的溶氧，根据3-羟基丙醛的浓度和发酵罐的实际情况，通气量和转速在原基础上下调10％～30％，溶氧调整合适后，再根据发酵液中3-羟基丙醛的浓度，依照(2)所述的原则调节底物甘油的流加速率，至发酵结束；(3)溶氧量过低：随着发酵的进行，3-羟基丙醛的浓度会不断上升，当浓度超过10mmol/L以后，底物甘油消耗缓慢，菌体生长停滞甚至死亡，在菌体死亡前，及时增加增大溶氧量进行挽救，同样依照(2)所述的原则调节底物甘油的流加速率，至发酵结束。