CN102352383B - 利用蔗渣发酵制备丁二酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种利用蔗渣发酵制备丁二酸的方法。本发明所述的方法包括丁二酸生产菌的菌种活化、种子培养及发酵培养产丁二酸的步骤，其技术要点在于发酵培养产丁二酸的步骤包括超声处理蔗渣、用稀酸水解方法制备多组分糖液、将备用碳源直接添加至不含碳源的发酵培养基中、节省氮源用量、接种产酸的步骤。采用该方法发酵制备丁二酸能进一步降低蔗渣纤维水解糖液的制备成本，还能用蔗渣替代部分昂贵的氮源，解决了传统发酵产丁二酸原料成本高的技术问题，又实现了高效利用可再生资源、对环境友好等优点，展现出其美好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种利用蔗渣发酵制备丁二酸的方法。
背景技术
丁二酸，俗称琥珀酸，作为一种常见的天然有机酸，广泛存在于动植物和微生物中，许多厌氧微生物以丁二酸作为其能量代谢的主要末端产物。作为一种优秀的C4平台化合物，丁二酸可被广泛用于药物、精细化工产品以及可生物降解的聚合物前体，如可作为1,4-丁二醇、四氢呋喃、脂肪酸、γ-丁内酯等的中间物，而这些化学制品都具有很大的市场潜力。
在粮食短缺的威胁下，探索木质纤维素原料生产丁二酸成为化工原料发展战略的重要组成，也是研究的热点。木质纤维素原料是自然界分布最广、含量最多、价格低廉，而又未得到充分利用的可再生资源。我国目前南方蔗区有近2000万亩甘蔗种植面积，南方蔗区尚有1000万亩宜蔗面积可种植能源甘蔗，发展后甘蔗种植面积可达3000万亩。蔗渣纤维的产量将达到3000万吨，利用蔗渣纤维原料生产丁二酸，可大大缓解蔗渣原料浪费的局面。由于蔗渣的原料较为集中的优点，利用甘蔗渣等纤维质原料生产丁二酸的研究和开发目前是国内外寄予厚望的重点方向，对改善国家能源结构，缓解国家能源危机，保障国家能源安全和粮食安全，积极开发与利用“低碳经济”与“低碳能源”，为社会发展提供可持续、可再生、绿色、清洁能源，推动社会经济走上持续、健康的循环经济发展道路具有十分重要的意义。
在利用微生物进行丁二酸发酵生产的过程中，碳源作为原料中的主要成分对微生物的生长代谢起到了至关重要的作用，几乎参与微生物代谢的各个方面。而碳源成本在发酵成本中占据着举足轻重的地位，如何降低碳源的成本，也是微生物发酵领域密切关注的焦点。蔗渣中含有30%～35%的半纤维素成分，将此成分通过水解，可转化为被微生物利用的碳源，除此之外，由于蔗渣纤维水解液的成分比较复杂，其中还含有部分碳源，恰好可以取代发酵培养基中部分氮源，而氮源也是较昂贵的原料，利用蔗渣原料发酵制备丁二酸，将使得生物法制备丁二酸更具经济性。
发明内容
本发明的技术目的是提供一种新的利用蔗渣作为碳源甚至替代部分氮源来发酵制备丁二酸的方法，使得采用该方法发酵制备丁二酸能进一步降低蔗渣纤维水解糖液的制备成本，还能用蔗渣替代部分昂贵的氮源，解决了传统发酵产丁二酸原料成本高的技术问题，又实现了高效利用可再生资源、对环境友好等优点，展现出其美好的工业应用前景。
为了实现本发明的技术目的，本发明的技术方案如下。
一种利用蔗渣发酵制备丁二酸的方法，包括丁二酸生产菌的菌种活化、种子培养及发酵培养产丁二酸的步骤，其特征在于发酵培养产丁二酸的步骤如下：
（1）超声处理蔗渣，使其中糖分处于更有利水解的状态：将蔗渣与稀硫酸按照质量体积比(w/v)15～20%混合，超声的时间为20～60 min，超声温度为15～25℃，超声频率为80-150赫兹。
进一步地，所述的稀硫酸的体积含量为1%～2%（v/v）。
（2）用稀酸水解方法制备多组分糖液：将步骤（1）得到的料液加热至温度120～130℃，水解150～180min后经抽滤得到水解液，调节pH至6.0，115℃灭菌15min后作为碳源备用。
（3）将备用碳源直接添加至不含碳源的发酵培养基中，接入种子培养后得到的种子液。
进一步地，所述的不含碳源的发酵培养基配方为：富马酸二钠 1，KH2PO4 3，MgCl2·6H2O 0.3，CaCl2 0.3，NaCl 1，pH 7.0，121℃灭菌15 min。
（4）向步骤（3）的发酵培养基中添加氮源：氮源的用量为原氮源需要量的0～80%。进一步地，所述的氮源的优化用量是原氮源需要量的60～80%。
所述的氮源应理解为现有技术中任何发酵产丁二酸所使用的氮源，在本发明中包括但不限于：酵母粉、蛋白胨、玉米浆或豆饼粉。
（5）将丁二酸生产菌的种子培养液直接接种至步骤（4）的培养基中，发酵制备丁二酸。
进一步地，所述的发酵培养条件为：厌氧，发酵温度30～40℃，发酵时间36～72 h；接种量为：10～15%。
本发明所述的丁二酸生产菌应理解为现有技术中任何产丁二酸的微生物菌株，例如在本发明是所述的丁二酸产生菌包括但不限于：产琥珀酸放线杆菌，大肠杆菌，谷氨酸棒杆菌，或曼海姆氏产琥珀酸菌。
本发明所述的菌种活化的步骤应理解为现有技术中任何的对丁二酸生产菌的菌株活化方法；所述的种子培养的步骤也应理解为现有技术中任何的对丁二酸生产菌的种子培养方法，而不应受本发明的具体实施方式中的限制。
本发明的有益效果在于：
本发明将蔗渣通过特殊时间和频率的超声处理后，又经过稀酸水解得到了多组分的糖液，而该糖液不需要经过脱毒处理，进行灭菌后加入不含碳源的发酵培养基中直接发酵微生物产丁二酸，一方面利用超声方法得到蔗渣中更多的糖分来进行微生物发酵制备丁二酸；另一方面，因为丁二酸菌株本身的特性，直接利用未脱毒的水解糖液发酵效果更好，更进一步简化了传统水解糖分作为碳源需要脱毒的复杂的工艺手续和成本；再者，蔗渣中含有30%～35%的半纤维素成分，将此成分通过水解，可转化为被微生物利用的碳源，除此之外，由于蔗渣纤维水解液的成分比较复杂，其中还含有部分碳源，恰好可以取代发酵培养基中部分氮源，而氮源也是较昂贵的原料，利用蔗渣原料发酵制备丁二酸，将使得生物法制备丁二酸更具经济性；此外对改善国家能源结构，缓解国家能源危机，保障国家能源安全和粮食安全，积极开发与利用"低碳经济"与"低碳能源"，为社会发展提供可持续、可再生、绿色、清洁能源，推动社会经济走上持续、健康的循环经济发展道路具有十分重要的意义。
具体实施方式
以下实施例对本发明做了详细说明，但对本发明的应用并无限制。
以下是实施本发明所采用的现有技术中的一些方法和培养基配方的一般性说明。
1、菌种活化。
斜面培养基( g/L)：葡萄糖 10 (分消)，酵母膏 5，NaHCO3 10，NaH2PO4·2H2O 9.6，K2HPO4·3H2O 15.5，琼脂20，pH 7.0，121℃灭菌15 min。
菌种活化方法：菌种在斜面培养基中进行平板划线后，在37℃厌氧培养箱中活化培养24 h；种子培养：活化培养后的菌种转接到种子培养基中，37℃培养10～12 h后作为种子液。
2、种子培养。
种子培养基( g/L)：葡萄糖 10 (分消)，酵母膏 5，NaHCO3 10，NaH2PO4·2H2O 9.6，K2HPO4·3H2O 15.5，pH 7.0，121℃灭菌15 min。
种子培养方法：将平板培养的菌种转接到装有50 mL种子培养液的100 mL血清瓶中,摇床转速120 r·min-1，37 ℃下培养10 h。
3、发酵罐培养。
将活化好的种子液和灭好的葡萄糖接入发酵罐中，接种量为5～10 %， v/v, (体积比)搅拌转速为200 rpm，37℃发酵培养，CO2通气量为0.25 vvm。
多组分糖液中总糖含量的检测：采用改进3,5-二硝基水杨酸比色法（又称改进DNS法）。
实施例1
本实施例说明本发明所述的利用蔗渣发酵制备丁二酸的发酵培养产丁二酸的步骤。
（1）超声处理蔗渣，使其中糖分处于更有利水解的状态：将蔗渣与稀硫酸按照质量体积比(w/v)15～20%混合，超声的时间为20～60 min，超声温度为15～25℃，超声频率为80-150赫兹。
进一步地，所述的稀硫酸的体积含量为1%～2%（v/v）。
（2）用稀酸水解方法制备多组分糖液：将步骤（1）得到的料液加热至温度120～130℃，水解150～180min后经抽滤得到水解液，调节pH至6.0，115℃灭菌15min后作为碳源备用。
（3）将备用碳源直接添加至不含碳源的发酵培养基中，接入种子培养后得到的种子液。
进一步地，所述的不含碳源的发酵培养基配方为：富马酸二钠 1，KH2PO4 3，MgCl2·6H2O 0.3，CaCl2 0.3，NaCl 1， pH 7.0，121℃灭菌15 min。
（4）向步骤（3）的发酵培养基中添加氮源：氮源的用量为原氮源需要量的0～80%。进一步地，所述的氮源的优化用量是原氮源需要量的60～80%。
所述的氮源应理解为现有技术中任何发酵产丁二酸所使用的氮源，在本发明中包括但不限于：酵母粉、蛋白胨、玉米浆或豆饼粉。
（5）将丁二酸生产菌的种子培养液直接接种至步骤（4）的培养基中，发酵制备丁二酸。
进一步地，所述的发酵培养条件为：厌氧，发酵温度30～40℃，发酵时间36～72 h；接种量为：10～15%。
实施例2
本实施例所采用的产丁二酸的微生物菌种为：产琥珀酸放线杆菌NJ113（Actinobacillus succinogenes NJ113），该菌已申请专利并获得授权，专利授权公告号为CN100537744C。
首先以未经过超声处理的蔗渣原料进行获得的纤维水解糖液为碳源，不同总糖浓度发酵制备丁二酸，以便找出适合利用蔗渣纤维糖液制备丁二酸的最适总糖浓度。结果见表1。最适总糖浓度为30 g/L，可生成19.7 g/L的丁二酸。所述的发酵培养条件为：厌氧，发酵温度30℃，发酵时间72 h；接种量为：10%。
实施例2
本实施例所采用的产丁二酸的微生物菌种为：产琥珀酸放线杆菌NJ113（同实施例1）。首先在预处理蔗渣时，蔗渣与稀硫酸水溶液混合后，将混合液以不同的超声时间处理，分别处理0min、20min、40min、60min后，获得的总糖来发酵制备丁二酸。经过超声处理的蔗渣原料，水解后的总糖浓度明显高于为经过超声处理的蔗渣原料获得的总糖浓度，处理时间为40min时，可以获得最高的总糖浓度。
将上述得到的料液经抽滤、脱色得到水解液用氢氧化钠调节pH至6.0，115℃灭菌15min后作为碳源备用。
发酵结果见表3，丁二酸产量略高于未经过超声处理的蔗渣原料（即不采用超声处理但用同样的方法经过稀硫酸水解处理后的蔗渣）发酵制备丁二酸的产量，最适总糖浓度为30 g/L，丁二酸产量21.3 g/L。所述的发酵培养条件为：厌氧，发酵温度40℃，发酵时间36 h；接种量为：15%。
实施例3
实施例所采用的产丁二酸的微生物菌种为：产琥珀酸放线杆菌NJ113（Actinobacillus succinogenes NJ113），该菌已申请专利并获得授权，专利授权公告号为CN100537744C。首先以未经过脱毒处理的蔗渣水解糖液总糖初糖浓度30 g/L为碳源发酵制备丁二酸，结果见表4，丁二酸产量为23.2g/L。
传统的脱毒的方法是指：将1%～3%的活性炭（w/v）与用稀酸水解方法制备的多组分糖液为反应物，混匀，pH范围4～6，置于水浴锅中，在40～60℃下匀速搅拌，反应30min 即可结束。所述的发酵培养条件为：厌氧，发酵温度37℃，发酵时间48 h；接种量为：12%。
上述可能是由于产琥珀酸放线杆菌NJ113（Actinobacillus succinogenes NJ113）是经过诱变选育得出，菌株本身有一定的耐毒素能力，能耐受蔗渣水解液中主要的糠醛、酚类等毒素，这些毒素对菌株的影响不大，活性炭脱毒过程中可能还除去了一些有益成分，因此该菌株可以直接利用未脱毒的蔗渣水解液。
实施例4
本实施例所采用的产丁二酸的微生物菌种为：产琥珀酸放线杆菌NJ113（Actinobacillus succinogenes NJ113），该菌已申请专利并获得授权，专利授权公告号为CN100537744C。
不含碳源的发酵培养基配方为：发酵培养基(g/L)：富马酸二钠 1，KH2PO4 3，MgCl2·6H2O 0.3，CaCl2 0.3，NaCl 1， pH 7.0，121℃灭菌15 min。
氮源的用量为原氮源需要量的0～80%；即将发酵培养基中的酵母粉分别降至8 g/L、6 g/L、4 g/L、2 g/L、0g/L，考察其对以未脱毒的蔗渣水解糖液制备丁二酸的影响，结果见表5。当酵母粉用量降至6g/L时，丁二酸产量23.2 g/L。所述的发酵培养条件为：厌氧，发酵温度32℃，发酵时间72 h；接种量为：10%。
实施例5
与上述实施例基本相同，但有以下改变：
所述的微生物采用大曼海姆氏产琥珀酸菌（菌株系来自专利公开号为EP2096177和EP2199304的菌株）。
所述的氮源采用蛋白胨。
实施例6
与上述实施例基本相同，但所述的微生物采用谷氨酸棒杆菌（菌株系来自专利公开号为CN 101984046 A的菌株）。
所述的氮源采用玉米浆。
实施例7
与上述实施例基本相同，但所述的微生物采用大肠杆菌（菌株系来自专利公开号为CN102154339A的菌株）。
所述的氮源采用豆饼粉。
Claims (1)
1. 一种利用蔗渣发酵制备丁二酸的方法，包括丁二酸生产菌的菌种活化、种子培养及发酵培养产丁二酸的步骤，其特征在于发酵培养产丁二酸的步骤如下：
（1）超声处理蔗渣，使其中糖分处于更有利水解的状态：将蔗渣与稀硫酸按照质量体积比15～20%混合，稀硫酸的体积含量为1%～2%，超声的时间为20～60 min，超声温度为15～25℃，超声频率为80-150赫兹；
（2）用稀酸水解方法制备多组分糖液：将步骤（1）得到的料液加热至温度120～130℃，水解150～180 min后经抽滤得到水解液，调节pH至6.0，115℃灭菌15min后作为碳源备用；
（3）将备用碳源直接添加至不含碳源的发酵培养基中；接入种子培养后得到的种子液；
所述的不含碳源的发酵培养基配方为：富马酸二钠1 g/L，KH2PO4 3 g/L，MgCl2·6H2O 0.3 g/L，CaCl2 0.3 g/L，NaCl 1 g/L，pH 7.0，121℃灭菌15 min；
（4）向步骤（3）的发酵培养基中添加氮源：氮源的用量为：8 g/L或6 g/L；
（5）将丁二酸生产菌的种子培养液直接接种至步骤（4）的培养基中，发酵制备丁二酸；
其中，所述的丁二酸生产菌是产琥珀酸放线杆菌NJ113，所述步骤（5）的发酵培养条件为：厌氧，发酵温度32℃，发酵时间72h，接种量为10%；所述的步骤（4）的氮源是：酵母粉、蛋白胨、玉米浆或豆饼粉。
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| 超声提取甘蔗渣多糖的工艺研究;陈兴兴等;《辽宁中医药大学学报》;20090831;第11卷(第8期);226-227 * |
| 超声辅助预处理对糖科植物纤维酶解的影响;周广麒等;《四川食品与发酵》;20080225;第44卷(第1期);第41页左栏第1.2.1节、第1.2.4节，第43页右栏第2段 * |
| 陈兴兴等.超声提取甘蔗渣多糖的工艺研究.《辽宁中医药大学学报》.2009,第11卷(第8期),226-227. |
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