【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微生物發酵，涉及一種生料發酵生產1,3-丙二醇的方法。
技術介紹
1、1,3-丙二醇(pdo)和2,3-丁二醇(bdo)都是重要的化工原料，如pdo是合成記憶纖維聚對苯二甲酸丙二醇酯(ptt)等化工品的關鍵原料。現有的1,3-丙二醇生產法有化學合成法和生物合成法，相對于化學合成法而言，生物法合成1,3-丙二醇的條件更溫和、操作簡單、副產物少、更綠色環保。隨著1,3-丙二醇求量的日趨擴大，對于1,3-丙二醇的生物合成法的研究已越來越受到重視。
2、目前，自然界中能發酵生產1,3-丙二醇的微生物大致包括：克雷伯氏桿菌(klebsiella)、弗氏檸檬菌(citrobacter)、丁酸梭狀芽孢桿菌(clostridium)等等，其中克雷伯氏桿菌因生物轉化效率高、生物轉化過程操作方便，研究應用最多。如cn101307335公開了一種甘油厭氧發酵生產1,3-丙二醇的改進方法，制備用于培養克雷伯氏桿菌的發酵培養基，往上述培養基中接入克雷伯氏桿菌種子培養液，以甘油為底物進行厭氧發酵以合成1,3-丙二醇，發酵液經脫鹽、蒸餾和真空精餾，制得1,3-丙二醇產品。cn102660571a公開了一種安全、高效生產1,3-丙二醇的方法，通過特定改進的red重組系統，敲除克雷伯氏桿菌中引起莢膜產生的wzi基因，從而提高1,3-丙二醇發酵的安全性和產物分泌性能。但目前在微生物發酵法生產pdo和bdo過程中，采用發酵培養基蒸汽滅菌的方式進行純培養發酵，如平均每生產1噸pdo大約需消耗2.5噸蒸汽，年產20000噸pdo在發酵環節就需消
3、綜上所述，開發生料發酵生產pdo和bdo方法，將大幅降低蒸汽消耗，有效降低生產成本，提高經濟效益，對于推動pdo和bdo的應用具有重要意義。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，以期不進行滅菌處理直接高效發酵生產1,3-丙二醇等產品，大幅降低蒸汽消耗，顯著降低生產成本，同時減少發酵工藝步驟，縮短生產周期，節約時間成本。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，所述生料發酵生產1,3-丙二醇的方法包括：
4、將克雷伯氏桿菌接種于培養基中進行培養，進行產物純化；所述培養基和培養過程中均不進行滅菌處理；所述培養基含有氯霉素、甘油、硫酸鎂、微量元素、氮源和磷酸鹽。
5、本專利技術中，針對目前克雷伯氏桿菌工業發酵生產1,3-丙二醇(pdo)的過程需要進行滅菌的問題，開發生料發酵方法，培養基、發酵設備、發酵過程中均無需進行滅菌處理，實現高效生產pdo的同時，又能大幅降低蒸汽消耗，顯著降低生產成本，減少發酵工藝步驟，縮短生產周期，節約了時間成本。
6、本專利技術中，除能夠生產pdo外，還能同時獲得2,3-丁二醇(bdo)、丁二酸和乙酸等產品，提高經濟效益。
7、優選地，所述微量元素含有na2moo4·2h2o、cocl2·6h2o、nicl2·6h2o、h3bo3、mncl2·4h2o、cucl2和zncl2。
8、優選地，所述微量元素含有na2moo4·2h2o?0.3～0.4g/l、cocl2·6h2o?1～3g/l、nicl2·6h2o?0.2～0.3g/l、h3bo3?0.5～0.7g/l、mncl2·4h2o?0.5～1.5g/l、cucl20.1～0.3g/l和zncl2?0.6～0.8g/l。
9、本專利技術中，培養基中可添加0.8～1.2ml/l微量元素。
10、優選地，所述氮源包括硫酸銨、尿素、玉米漿或玉米漿干粉中任意一種或至少兩種的組合。
11、優選地，所述磷酸鹽包括磷酸氫二鉀和/或磷酸氫二銨。
12、優選地，所述培養基中氯霉素的濃度為0.1～0.3g/l，包括但不限于0.12、0.14、0.15、0.18、0.2、0.22、0.25、0.26、0.28或0.29g/l等。
13、優選地，所述培養基中甘油的濃度為8～12g/l，包括但不限于8.2、8.5、8.8、9、10、11、11.2、11.5、11.8或11.9g/l等。
14、優選地，所述培養基中硫酸鎂的濃度為0.1～0.2g/l，包括但不限于0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.18或0.19g/l等。
15、優選地，所述培養基中微量元素濃度為3.2～7mg/l。
16、優選地，所述培養基中氮源的濃度為3～4.4g/l，包括但不限于3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.8、4、4.2或4.3g/l等。
17、優選地，所述培養基中磷酸鹽的濃度為0.2～0.4g/l，包括但不限于0.22、0.24、0.26、0.28、0.3、0.32、0.35、0.36、0.38或0.39g/l等。
18、優選地，所述培養基含有甘油8～12g/l、尿素1～1.4g/l、硫酸鎂0.1～0.2g/l、磷酸氫二銨0.2～0.4g/l、玉米漿2～3g/l、微量元素3.2～7mg/l和氯霉素0.1～0.3g/l。
19、本專利技術中，設計特定培養基，進一步提高pdo的產量，同時能夠進一步降低發酵液中硫酸鈉含量和電導率，降低污水含鹽總量，降低處理難度，有效降低電滲析脫鹽能耗，提高經濟效益。
20、優選地，所述培養基的溶劑包括工業用水。
21、本專利技術中，對用水無特殊要求，可直接使用工業用水配制培養基進行發酵，無需使用蒸餾水等，提高經濟效益。
22、優選地，所述培養的條件包括：
23、培養溫度34～38℃(例如可以是35、36或37℃等)，通氣量0.1～0.3vvm，培養時間為36～64h(例如可以是37、38、40、45、50、55、60或62h等等)。
24、優選地，培養的攪拌轉速為50～80rpm。
25、優選地，通氣的時間為培養開始持續15～17h。
26、本專利技術中，從培養開始控制持續通氣15～17h后停止通氣，能夠進一步提高pdo的轉化率。
27、優選地，所述接種的接種量為1％～5％。
28、可以理解，本專利技術中接種種子液仍進行純培養。
29、優選地，所述培養過程中還包括流加甘油的步驟。
30、優選地，所述流加甘油包括：控制發酵液中甘油濃度為0～30g/l，包括但不限于1、2、3、4、5、6、10、15、20、25、26、27、28或29g/l等。
31、優選地，培養結束后通過蒸汽升溫至55～65℃持續15～25min進行滅活。
32、作為優選的技術方案，所述生料發酵生產1,3-丙二醇的方法包括：
33、將克雷伯氏桿菌接種于培養基中，于34～38℃，通氣0.1～0.3vvm條件下進行培養，培養結束進行產物純化；所述培養本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述生料發酵生產1,3-丙二醇的方法包括：
2.根據權利要求1所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述微量元素含有Na2MoO4·2H2O、CoCl2·6H2O、NiCl2·6H2O、H3BO3、MnCl2·4H2O、CuCl2和ZnCl2；
3.根據權利要求1或2所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述氮源包括硫酸銨、尿素、玉米漿或玉米漿干粉中任意一種或至少兩種的組合；
4.根據權利要求1-3任一項所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述培養基中氯霉素的濃度為0.1～0.3g/L；
5.根據權利要求1-4任一項所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述培養基含有甘油8～12g/L、尿素1～1.4g/L、硫酸鎂0.1～0.2g/L、磷酸氫二銨0.2～0.4g/L、玉米漿2～3g/L、微量元素3.2～7mg/L和氯霉素0.1～0.3g/L。
6.根據權利要求1-5任一項所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，
7.根據權利要求1-6任一項所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述培養的條件包括：
8.根據權利要求7所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，通氣的時間為培養開始持續15～17h。
9.根據權利要求1-8任一項所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述培養過程中還包括流加甘油的步驟；
10.根據權利要求1-9任一項所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述生料發酵生產1,3-丙二醇的方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述生料發酵生產1,3-丙二醇的方法包括：
2.根據權利要求1所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述微量元素含有na2moo4·2h2o、cocl2·6h2o、nicl2·6h2o、h3bo3、mncl2·4h2o、cucl2和zncl2；
3.根據權利要求1或2所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述氮源包括硫酸銨、尿素、玉米漿或玉米漿干粉中任意一種或至少兩種的組合；
4.根據權利要求1-3任一項所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述培養基中氯霉素的濃度為0.1～0.3g/l；
5.根據權利要求1-4任一項所述的生料發酵生產1,3-丙二醇的方法，其特征在于，所述培養基含有甘油8～12g/l、尿素1～1.4g...
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁娟，張赟，羅吉安，石國柱，張昊，錢娟娟，張怡潔，
申請(專利權)人：蘇州蘇震生物工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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