CN102559504B - 一种富集采收产油微生物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物工程领域,特别涉及一种富集采收产油微生物的方法。该方法通过醇-盐双水相富集采收产油微生物,采收速率快,易放大,可适用于工业化生产,收率高于99%,采收所得菌体含水率低于75%,通过简单刮渣设备即可完成菌体采收,能耗低。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程领域,特别涉及一种富集采收产油微生物的方法。
背景技术
能源是当今社会赖以生存和发展的基础。2008年,化石燃料占了世界主要能源的消耗量(约11295百万油当量)的88%,其中石油占了35%,煤29%,天然气24%,而核能和水电力分别只占了5%和%6。考虑到目前开采工艺的局限、世界有限的石油储量和日益增长的能源需求之间的矛盾,在可以预见的未来,化石燃料将会成为昂贵的奢侈品。自20世纪50年代首次世界石油危机爆发以来,人类一直在寻找可以替代石油的新能源。相比于太阳能、潮汐能、风能,生物质能因其可再生性强、低污染、性能稳定等优点而备受关注。
第一代生物能源以玉米、甜菜、甘蔗、油菜籽等粮食作物为主,它们的过度开发利用却导致了粮食的短缺、水质的污染以及地表森林面积的急剧减少。第二代生物能源以纤维素、木质素以及非粮农作物秸秆发酵生产乙醇为主,它克服了与人争粮、水质污染的弊端,但仍存在与粮争地的问题。第一、第二代生物能源虽然很好的弥补了化石燃料的空缺,但二氧化碳的排放、温室效应的加剧仍对生态环境造成了巨大威胁。
目前研究的第三代生物能源以微生物油脂为主,其中又以微藻为代表,其生长速率快、含油量高、不存在与人争粮与粮争地等特点决定了其在中国可再生能源发展的重要地位。据报道,利用国内0.5%-1%的土地进行微藻的培养即可满足中国50%的能源供给。很多油脂微生物对于培养要求也较低,可使用含氮、磷元素的废水培养,藻类以二氧化碳做为碳源的使用亦可大大缓解温室效应对环境带来的威胁。对微藻能源工艺来说,采收工艺占总投资20-30%、总能耗50%以上,目前研究的热点是絮凝、气浮、重力自沉降,国外也有用膜进行固液分离分离。但目前产油微生物的富集方法中回收率较低,中国专利CN200710015212.7中利用壳聚糖絮凝收率约为95%;富集时间长,中国专利CN200810240027.2公开了利用重力自沉降法收集菌体的方法,需24小时才能平衡;富集得到的产油微生物含水率较高,高达90%以上,难以实现微藻生物能源工业化生产。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种富集采收产油微生物的方法。该方法通过醇-盐双水相富集采收产油微生物,采收速率快,易放大,可适用于工业化生产,收率高于99%,采收所得菌体含水率低于75%,通过简单刮渣设备即可完成菌体采收,能耗低。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种富集采收产油微生物的方法,包括如下步骤:
获得产油微生物发酵液;
在所述产油微生物发酵液中加入盐和小分子亲水醇,静置分层后获得醇-盐双水相体系;所述醇-盐双水相体系上相为醇相,所述醇-盐双水相体系下相为盐相,所述醇相与所述盐相之间的中间层为产油微生物富集层;
收集所述产油微生物富集层,即得产油微生物。
富集采收时,混合静置待体系分层,该过程浓缩速度极快一般2分钟内完成,形成淡绿色上相-微生物富集中间层-澄清透明下相体系,将上清液排出后通过刮渣设备收集菌体。上相醇相可用于下游微生物色素提取或酯交换反应,下相盐相可回用于发酵培养基中。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述产油微生物包括小球藻、栅藻、螺旋藻、产油酵母、产油细菌、产油霉菌中的一种或两者以上的混合物。
其中,产油酵母包括粘红酵母、斯达油脂酵母或土生假丝酵母,产油霉菌包括黑曲霉、少根根霉或卷枝毛霉,产油细菌包括屈挠杆菌。
藻类生物菌体发酵液制备方法为取种子液对数期进行接种,接种量20-30%,初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期。
粘红酵母发酵液在220rpm/min、30℃下培养种子液18h,然后转入培养基中培养5天所得。
斯达油脂酵母:斯达油脂酵母在200rpm/min、28℃下培养种子液12h,然后转入培养基中培养6天,获得发酵液。
少根根霉:少根根霉在250rpm/min、28℃下培养种子液24h,然后转入培养基中培养5天,获得发酵液。
黑曲霉:黑曲霉在200rpm/min、30℃下培养种子液12h,然后转入培养基中培养6天,获得发酵液。
土生假丝酵母:土生假丝酵母在160rpm/min、28℃下培养种子液48h,然后转入140L培养基中培养5天,获得发酵液。
卷枝毛霉:卷枝毛霉在160rpm/min、30℃下培养种子液36h,然后转入140L培养基中培养5天,获得发酵液。
屈挠杆菌:屈挠杆菌在200rpm/min、34℃下培养种子液12h,然后转入140L培养基中培养3天,获得发酵液。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述小分子亲水醇包括乙醇、1-丙醇或2-丙醇中的一种或两者以上的混合物。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐包括磷酸氢二钾、硫酸铵或柠檬酸钠中的一种或两者以上的混合物。
用15组不同配比的醇和盐做出双水相相图,方法为转相法,根据质量平衡算出各试验点醇、盐、发酵液百分比,再将该15个点用Origin非线性拟合,拟合度R2>0.99。
作为优选,所述醇为乙醇,所述盐为硫酸铵时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:99.87-39.56×x0.2565 < y <-x+1 (1<x<37),余量为z。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1~37:5~63:36~61。
作为优选,所述醇为乙醇,所述盐为柠檬酸钠时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:95.867×x-0.483 -5.011< y <-x+1 (1<x <20),余量为z。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1~20:23~93:5~60。
作为优选,所述醇为乙醇,所述盐为磷酸氢二钾时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:123.889-75.923×x0.14273 <y<-x+1 (0.16<x<31),余量为z。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.16~31:5~70:29.84~68。
作为优选,所述醇为1-丙醇,所述盐为硫酸铵时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:-5.156+166.822×x-1.0959 < y <-x+1 (1.7<x<24),余量为z。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.7~24:5~93:5~78。
作为优选,所述醇为1-丙醇,所述盐为柠檬酸钠时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:150.2211×x-0.9759 -5.011 < y <-x+1 (1.5<x<37),余量为z。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.5~37:5~97:1~75。
作为优选,所述醇为1-丙醇,所述盐为磷酸氢二钾时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:143.933×x-1.03567 -5.102 < y <-x+1 (1.5<x<25),余量为z。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.5~25:5~94:4.5~78。
作为优选,所述醇为2-丙醇,所述盐为硫酸铵时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:125.0847-73.2376×x0.15971 < y <-x+1 (0.15<x<28.5),余量为z。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.15~28.5:5~77:22.85~70。
作为优选,所述醇为2-丙醇,所述盐为柠檬酸钠时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:110.3159-60.9938×x0.17321 < y <-x+1 (0.15<x<31),余量为z。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.15~31:5~72:27.85~68。
作为优选,所述醇为2-丙醇,所述盐为磷酸氢二钾时,所述醇的质量百分比以y计,所述盐的质量百分比以x计,所述产油微生物发酵液的质量百分比以z计,x与y满足如下关系式:82.913-44.570×x0.1918 < y <-x+1 (0.1<x<25),余量为z。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.1~25:5~58:41.9~73。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述产油微生物发酵液为发酵原液或发酵原液与絮凝剂的混合液;所述絮凝剂包括Fe3+、Al3+或聚丙烯酰胺中的一种或两者以上的混合物。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述产油微生物发酵液浓度为干重0.8~50.0g/L。
本发明提供一种富集采收产油微生物的方法。该方法通过醇-盐双水相富集采收产油微生物,采收速率快,易放大,可适用于工业化生产,收率高于99%,采收所得菌体含水率低于75%,通过简单刮渣设备即可完成菌体采收,能耗低。本发明易于与其他工艺耦合进一步降低成本,如将醇用于下游色素提取或酯交换反应,盐用于发酵培养基中等;不需及其他金属离子、表面活性剂、絮凝剂这些对产品质量存在威胁的化学品的加入因而更安全;该过程属于热力学过程,工业容易放大;整个过程不受发酵液本身包括菌体、培养基、代谢产物等多种物质的影响,不需特殊设备的投入,实现原位分离。
附图说明
图1示醇(乙醇)-盐(磷酸氢二钾)质量比为16:17时采收速率曲线;其中, 示醇-盐绝对浓度为醇盐各为18.4%时的采收速率曲线,示醇-盐绝对浓度为醇盐各为20.8%时的采收速率曲线;所述绝对浓度为醇、盐质量之和占醇、盐、产油微生物发酵液总质量的百分比;
具体实施方式
本发明公开了一种富集采收产油微生物的方法,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种富集采收产油微生物的方法,包括如下步骤:
获得产油微生物发酵液;
在所述产油微生物发酵液中加入盐和小分子亲水醇,静置分层后获得醇-盐双水相体系;所述醇-盐双水相体系上相为醇相,所述醇-盐双水相体系下相为盐相,所述醇相与所述盐相之间的中间层为产油微生物富集层;
收集所述产油微生物富集层,即得产油微生物。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述产油微生物包括小球藻、栅藻、螺旋藻或粘红酵母中的一种或两者以上的混合物。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述小分子亲水醇包括乙醇、1-丙醇或2-丙醇中的一种或两者以上的混合物。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐包括磷酸氢二钾、硫酸铵或柠檬酸钠中的一种或两者以上的混合物。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1~37:5~63:36~61。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1~20:23~93:5~60。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.16~31:5~70:29.84~68。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.7~24:5~93:5~78。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.5~37:5~97:1~75。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.5~25:5~94:4.5~78。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.15~28.5:5~77:22.85~70。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.15~31:5~72:27.85~68。
在本发明的另一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.1~25:5~58:41.9~73。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述产油微生物发酵液为发酵原液或发酵原液与絮凝剂的混合液;所述絮凝剂包括Fe3+、Al3+或聚丙烯酰胺中的一种或两者以上的混合物。
在本发明的一些实施例中,本发明提供的富集采收产油微生物的方法,所述产油微生物发酵液浓度为干重0.8~50.0g/L。
以乙醇/磷酸氢二钾双水相体系为例,用不同浓度发酵液(0.1 g/L、0.8g/L、2.5g/L、5g/L、10g/L、20g/L、50g/L)代替纯水(0g/L发酵液)做出相图。由不同浓度发酵液-乙醇-磷酸氢二钾组成的双水相系统相图基本重合,分相(即采收)性质并不随发酵液浓度变化而改变,实验证明该种系统可以在发酵液浓度0.1~30g/L范围内有效实现产油微生物的采收。
本发明提供一种富集采收产油微生物的方法。该方法通过醇-盐双水相富集采收产油微生物,采收速率快,易放大,可适用于工业化生产,收率高于99%,采收所得菌体含水率低于75%,通过简单刮渣设备即可完成菌体采收,能耗低。本发明易于与其他工艺耦合进一步降低成本,如将醇用于下游色素提取或酯交换反应,盐用于发酵培养基中等;不需及其他金属离子、表面活性剂、絮凝剂这些对产品质量存在威胁的化学品的加入因而更安全;该过程属于热力学过程,工业容易放大;整个过程不受发酵液本身包括菌体、培养基、代谢产物等多种物质的影响,不需特殊设备的投入,实现原位分离。
本发明提供的一种富集采收产油微生物的方法中所用产油微生物及试剂均可由市场购得。其中产油微生物由北京化工大学保藏、中国科学院水生所提供。
下面结合实施例,进一步阐述本发明:
实施例1 醇盐双水相采收小球藻
小球藻取种子液对数期以25%接种量接种于8L BG11培养基中,初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,使发酵液浓度分别达到5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为20:19:61(w/w/w),采收速率曲线见图1。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(8000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率分别为71.14%相比离心降低13.75%。
实施例2 醇盐双水相采收栅藻
栅藻取种子液对数期以30%接种量接种于8L BG11培养基中,初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,使发酵液浓度分别达到5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为12:28:60(w/w/w),采收速率曲线见图2。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(8000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率分别为70.69%,相比离心降低14.2%。
实施例3 醇盐双水相采收螺旋藻
螺旋藻取种子液对数期以20%接种量接种于8L BG11培养基中,初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,使发酵液浓度分别达到5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为1:63:36(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(8000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率分别为74.64%,平均含水率72.4%,相比离心降低12.49%。
实施例4 醇盐双水相采收粘红酵母
粘红酵母在220rpm/min、30℃下培养种子液18h,然后转入培养基中培养5天,获得发酵液,使发酵液浓度分别达到10g/L、20g/L、50g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为37:5:58(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(8000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率分别为73.33%,相比离心降低11.56%。
实施例5 醇盐双水相采收粘红酵母
粘红酵母在220rpm/min、30℃下培养种子液18h,然后转入培养基中培养5天,获得发酵液,使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为1:93:6(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵5天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为71.88%,相比离心降低 13.01%。
实施例6 醇盐双水相采收小球藻
小球藻以20%接种量于 8L 培养基中,保持葡萄糖浓度为5g/L,初始pH值7.5,温度恒定27℃,无光照异养培养8天到达稳定期,使发酵液浓度分别达到30g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为2:93:5(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 70.03%,相比离心降低 14.86%。
实施例7 醇盐双水相采收黑曲霉
黑曲霉在200rpm/min、30℃下培养种子液12h,然后转入培养基中培养6天,获得发酵液,保持葡萄糖浓度10g/L使发酵液浓度分别达到30g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为13:27:60(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.09%,相比离心降低 12.8%。
实施例8 醇盐双水相采收栅藻
栅藻以30%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,保持葡萄糖浓度为5g/L,温度恒定27℃,无光照异样培养8天到达稳定期,使发酵液浓度分别达到30g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为20:23:57(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 69.83%,相比离心降低 15.06%。
实施例9 醇盐双水相采收栅藻
栅藻以30%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,加入絮凝剂Fe3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为0.16:70:29.84(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 73.39%,相比离心降低 11.50%。
实施例10 醇盐双水相采收少根根霉
少根根霉在250rpm/min、28℃下培养种子液24h,然后转入培养基中培养5天,获得发酵液,加入絮凝剂Fe3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为16:54:30(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵5天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.22%,相比离心降低 13.67%。
实施例11 醇盐双水相采收小球藻
小球藻以20%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,加入絮凝剂Fe3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为16:16:68(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.38%,相比离心降低 12.51%。
实施例12 醇盐双水相采收螺旋藻
螺旋藻以25%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,加入絮凝剂Fe3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和乙醇,盐、醇、发酵液三者之比为31:5:64(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 73.01%,相比离心降低 11.88%。
实施例13 醇盐双水相采收斯达油脂酵母
斯达油脂酵母在200rpm/min、28℃下培养种子液12h,然后转入培养基中培养6天,获得发酵液,加入絮凝剂Al3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为1.7:93:5.3(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 74.56%,相比离心降低 10.33%。
实施例14 醇盐双水相采收栅藻
栅藻以20%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,加入絮凝剂Al3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为2:93:5(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 70.23%,相比离心降低 14.66%。
实施例15 醇盐双水相采收螺旋藻
螺旋藻以30%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,加入絮凝剂Al3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为12:10:78(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 73.79%,相比离心降低 11.10%。
实施例16 醇盐双水相采收黑曲霉
黑曲霉在200rpm/min、30℃下培养种子液12h,然后转入培养基中培养6天,获得发酵液,加入絮凝剂Al3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为24:5:71w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵3天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 73.70%,相比离心降低 11.29%。
实施例17 醇盐双水相采收少根根霉
少根根霉在250rpm/min、28℃下培养种子液24h,然后转入培养基中培养5天,获得发酵液,加入絮凝剂聚丙烯酰胺使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为1.5:97:1.5(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.28%,相比离心降低 12.61%。
实施例18 醇盐双水相采收栅藻
栅藻以30%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,加入絮凝剂聚丙烯酰胺使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为3:96:1(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.98%,相比离心降低 11.91%。
实施例19 醇盐双水相采收小球藻
小球藻以25%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,持续光照培养8天到达稳定期,加入絮凝剂聚丙烯酰胺使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为12:13:75(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.87%,相比离心降低 12.02%。
实施例20 醇盐双水相采收土生假丝酵母
土生假丝酵母在160rpm/min、28℃下培养种子液48h,然后转入140L培养基中培养5天,获得发酵液,加入絮凝剂聚丙烯酰胺使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为37:5:58(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵3天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.28%,相比离心降低 13.61%。
实施例21 醇盐双水相采收斯达油脂酵母
斯达油脂酵母在200rpm/min、28℃下培养种子液12h,然后转入培养基中培养6天,获得发酵液,加入絮凝剂Fe3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为1.5:94:4.5(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵3天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.07%,相比离心降低 13.82%。
实施例22 醇盐双水相采收卷枝毛霉
卷枝毛霉在160rpm/min、30℃下培养种子液36h,然后转入140L培养基中培养5天,获得发酵液,加入絮凝剂Fe3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为3:47:50(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.88%,相比离心降低 13.01%。
实施例23 醇盐双水相采收小球藻
小球藻以25%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,保持葡萄糖浓度为5g/L,无光照异养培养6天到达稳定期,加入絮凝剂Fe3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为11:11:78(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.30%,相比离心降低 12.59%。
实施例24 醇盐双水相采收屈挠杆菌
屈挠杆菌在200rpm/min、34℃下培养种子液12h,然后转入140L培养基中培养3天,获得发酵液,加入絮凝剂Fe3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和1-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为25:5:70(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.24%,相比离心降低 13.65%。
实施例25 醇盐双水相采收小球藻
小球藻以20%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,保持葡萄糖浓度为5g/L,温度恒定27℃,无光照异养培养6天到达稳定期,加入絮凝剂Al3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为0.15:77:22.85(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 73.58%,相比离心降低 11.31%。
实施例26 醇盐双水相采收粘红酵母
粘红酵母在220rpm/min、30℃下培养种子液18h,然后转入培养基中培养3天,获得发酵液,加入絮凝剂Al3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为3:47:50(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵3天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.76%,相比离心降低 13.13%。
实施例27 醇盐双水相采收栅藻
栅藻以30%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,保持葡萄糖浓度为5g/L,无光照异养培养6天到达稳定期,加入絮凝剂Al3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为17:13:70(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.87%,相比离心降低 13.02%。
实施例28 醇盐双水相采收屈挠杆菌
屈挠杆菌在200rpm/min、34℃下培养种子液12h,然后转入140L培养基中培养3天,获得发酵液,加入絮凝剂Al3+使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入硫酸铵和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为28.5:5:66.5(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 68.34%,相比离心降低 16.55%。
实施例29 醇盐双水相采收栅藻
栅藻以20%接种量于8 L 培养基中初始pH值7.5,温度恒定27℃,保持葡萄糖浓度为5g/L,无光照异养培养6天到达稳定期,加入絮凝剂聚丙烯酰胺使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为0.15:72:27.85(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.01%,相比离心降低 13.88%。
实施例30 醇盐双水相采收卷枝毛霉
卷枝毛霉在160rpm/min、30℃下培养种子液36h,然后转入140L培养基中培养5天,获得发酵液,加入絮凝剂聚丙烯酰胺使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为2:48:50(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 70.67%,相比离心降低 14.22%。
实施例31 醇盐双水相采收土生假丝酵母
土生假丝酵母在160rpm/min、28℃下培养种子液48h,然后转入140L培养基中培养5天,获得发酵液,加入絮凝剂聚丙烯酰胺使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为14:18:68(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵3天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 69.01%,相比离心降低 15.88%。
实施例32 醇盐双水相采收螺旋藻
螺旋藻以30%接种量于 8L 培养基中初始pH值7.5,保持葡萄糖浓度为5g/L,温度恒定27℃,无光照异养培养6天到达稳定期,加入絮凝剂聚丙烯酰胺使发酵液浓度分别达到50g/L、20g/L、10g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入柠檬酸钠和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为31:5:64(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵6天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 71.14%,相比离心降低 13.75%。
实施例33 醇盐双水相采收小球藻
小球藻以25%接种量于140L 培养基中初始pH值7.5,保持葡萄糖浓度为5g/L,温度恒定27℃,无光照异养培养10天到达稳定期,使发酵液浓度分别达到30 g/L、20 g/L、10 g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为0.1:58:41.9(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵10天到达稳定期的小球藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.73%,相比离心降低 12.16%。
实施例34 醇盐双水相采收栅藻
栅藻以30%接种量于 140L 培养基中初始pH值7.5,保持葡萄糖浓度为5g/L,温度恒定27℃,无光照异养培养10天到达稳定期,使发酵液浓度分别达到30 g/L、20 g/L、10 g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为2:38:60(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵10天到达稳定期的栅藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.30%,相比离心降低 12.69%。
实施例35 醇盐双水相采收螺旋藻
螺旋藻以20%接种量于 140L 培养基中初始pH值7.5,保持葡萄糖浓度为5g/L,温度恒定27℃,无光照异养培养10天到达稳定期,使发酵液浓度分别达到30 g/L、20 g/L、10 g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为14:13:73(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵10天到达稳定期的螺旋藻进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 73.05%,相比离心降低 11.84%。
实施例36 醇盐双水相采收粘红酵母
粘红酵母在220rpm/min、30℃下培养种子液18h,然后转入140L培养基中培养8天,获得发酵液,使发酵液浓度分别达到50 g/L、20 g/L、10 g/L、5g/L、2.5g/L和0.8g/L,向发酵液中加入磷酸氢二钾和2-丙醇,盐、醇、发酵液三者之比为25:5:70(w/w/w)。静置分层后(2分钟内平衡)通过刮渣设备收集菌体,测定收率超过99%。
对发酵8天到达稳定期的粘红酵母进行不同配比双水相采收,并与离心法(7000rpm,10min)进行含水率比较。离心采收含水率测定为84.89%,不同配比双水相含水率为 72.18%,相比离心降低 12.71%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种富集采收产油微生物的方法,其特征在于,包括如下步骤:
获得产油微生物发酵液;
在所述产油微生物发酵液中加入盐和小分子亲水醇,静置分层后获得醇-盐双水相体系;所述醇-盐双水相体系上相为醇相,所述醇-盐双水相体系下相为盐相,所述醇相与所述盐相之间的中间层为产油微生物富集层;
收集所述产油微生物富集层,即得产油微生物;
所述产油微生物包括小球藻、栅藻、螺旋藻、产油酵母、产油细菌或产油霉菌;
所述小分子亲水醇包括乙醇、1-丙醇或2-丙醇;
所述盐包括磷酸氢二钾、硫酸铵或柠檬酸钠;
所述小分子亲水醇和所述盐的添加比例选自以下任一组合:
所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1~37:5~63:36~61;
所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1~20:23~93:5~60;
所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为乙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.16~31:5~70:29.84~68;
所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.7~24:5~93:5~78;
所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.5~37:5~97:1~75;
所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为1-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为1.5~25:5~94:4.5~78;
所述盐为硫酸铵,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.15~28.5:5~77:22.85~70;
所述盐为柠檬酸钠,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.15~31:5~72:27.85~68;
所述盐为磷酸氢二钾,所述小分子亲水醇为2-丙醇,所述盐、所述小分子亲水醇与所述产油微生物发酵液的质量比为0.1~25:5~58:41.9~73。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述产油微生物发酵液为发酵原液或发酵原液与絮凝剂的混合液;所述絮凝剂包括Fe3+、Al3+或聚丙烯酰胺中的一种或两者以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述产油微生物发酵液浓度为干重0.8~50.0g/L。
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