[发明专利]一种木质纤维素生产生物柴油的方法

摘要

本发明属于微生物发酵工程领域，具体是利用整合生物加工(Consolidated Bioprocessing，CBP)技术，通过纤维素降解菌株(如热纤梭菌)发酵降解纤维素产生糖类和有机酸类如葡萄糖，乳酸，乙酸等，联合微藻(如裂壶藻、小球藻和微拟球藻)的大规模异养或兼养培养，串联发酵生产生物柴油和联产高附加值副产品如二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、蛋白质饲料等。其特征是利用厌氧纤维素降解细菌降解经过预处理的木质纤维素原料，使其中的纤维素和半纤维素转变为可溶性糖类和有机酸类等微藻能够利用的碳源，利用这种碳源并补加一定氮源和其它营养元素后，接入微藻种液进行后续发酵，积累油脂生产生物柴油和其它高附加值产品。

主权项

一种木质纤维素生产生物柴油的方法，其特征是利用整合生物加工技术(CBP)，以木质纤维素降解菌株降解纤维素产生糖类和有机酸如葡萄糖，乳酸，乙酸等，联合微藻的大规模异养或兼养培养，发酵生产生物柴油和具有高附加值的多不饱和脂肪酸的串联发酵工艺，包括以下步骤：1)木质纤维素(秸秆)的预处理将秸秆与氢氧化钙(Ca(OH)2)溶液按照1∶7‑1∶15的固液比混合，加热至90‑120℃并保持60‑150min，处理结束后冷却至室温，加入稀酸调节悬浊液pH为7.5‑8.0；2)降解纤维素发酵生产下游发酵所需的混合碳源热纤梭菌高密度发酵培养基配方：KH2PO4 1.0‑1.5g/L，K2HPO4 4.0‑10.0g/L，氮源3.0‑7.0g/L，MgCl2·6H2O 1.0‑5.0g/L，CaCl2·2H2O 50‑250mg/L，FeSO4·6H2O 0.5‑2.5mg/L，Cysteine hydrochloride 1.0‑5.0g/L，Resazurin 1.0‑10.0mg/L，碳源10.0‑40.0g/L，Morpholinopropane sulfonic acid(MOPS)5.0‑20.0g/L，Yeast extract 5.0‑20g/L，Sodium citrate·2H2O 0.2‑1.5g/L配制发酵培养基，并灭菌；发酵条件为：温度50℃‑65℃，厌氧，罐压为0.1MPa‑0.5MPa，搅拌转速为30‑100rpm，pH为7.0‑7.5，发酵时间为12‑48h；3)利用CBP技术串联的大规模培养微藻热纤梭菌发酵结束后，发酵液用离心机进行分离，弃去固体收集液体，分离的发酵液中糖含量在10％‑20％，加入海水(或人工海水)进行稀释，同时控制稀释后液体的盐度在10‑36之间。向混合液中添加适量的氮源，维生素，配制成培养液进行微藻的发酵培养；小球藻或裂壶藻异养发酵培养基的配方：碳源7％‑10％，氮源2％‑4％，维生素B1，10‑50mg/L；维生素B6，10‑30mg/L；维生素B12，1‑10mg/L；生物素(维生素H)1‑10mg/L；小球藻或裂壶藻的发酵条件为：温度23℃‑28℃，通气量0.5‑2.0L min‑1 L‑1，罐压为0.04MPa‑0.08MPa，搅拌转速为100‑250rpm，控制pH为5.0‑7.5，发酵时间为72‑96h；微拟球藻培养基的配方：碳源0.1％‑1％，KNO3 300‑500mg/L；NaH2PO4·2H2O 40‑70mg/L；FeCl3·6H2O 6‑15mg/L；CuSO4·5H2O 0.01‑0.05mg/L；ZnSO4·7H2O 0.02‑0.08mg/L；CoCl2·6H2O 0.01‑0.05mg/L；MnCl2·4H2O 0.3‑0.5mg/L；NaMoO4·2H2O 0.01‑0.05mg/L；thiamine·HCl 100‑500μg/L；维生素B12，1‑10μg/L；生物素(维生素H)1‑10μg/L；微拟球藻的兼养发酵条件为：温度20℃‑28℃，通气量0.1‑0.5L min‑1 L‑1，罐压为0.02MPa‑0.05MPa，搅拌转速为30‑100rpm，光照强度50‑300μmol photons m‑2 s‑1，控制 pH为5.0‑7.5，培养时间为8‑10天。