CN104830919A - 利用高效菌将餐厨废油合成pha的工艺方法 - Google Patents

利用高效菌将餐厨废油合成pha的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，属于固体废弃物资源化利用领域。本发明采用钩虫贪铜菌，以餐厨废油作为碳源，进行培养，将餐厨废油合成得到PHA。分别通过正交和单因素实验，探究培养温度、pH、C/N(w/w)、培养时间对PHA产量的影响，得出利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将煎炸废油和地沟油生产PHA的较佳培养条件。本发明提供了一种餐厨废油资源化利用途径，既可以解决餐厨废油处理不当带来的废水、废气等环境污染的问题，另外餐厨废油来源广泛、价格低廉，以其为碳源又可以降低PHA的生产成本。

Description

利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，具体涉及一种利用高效菌即钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将餐厨废油合成聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHA)的工艺条件优化方法，属于固体废弃物资源化利用领域。
背景技术
聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHA)是广泛存在于微生物体内的一类高分子生物聚酯，在生物体内主要作为碳源和能量的贮藏物质。PHA具有良好的生物相容性能、生物可降解性、紫外稳定性、生物组织相容性和塑料的热加工性能、光学活性、压电性、抗潮性、低透气性等特殊性能，可代替以石油为原料的普通塑料，在日常生活、医学、农业、工业、环境保护等各个领域有着巨大的应用研究价值。
PHA产品废弃后能够进行生物降解，不会对环境产生影响，与传统化学合成塑料相比更加有可持续发展性，已经成为生物材料领域最为活跃的研究热点。目前PHA生产主要依赖于微生物发酵，在微生物发酵合成PHA的所有发酵条件因素中，碳源是一个重要因素，其成本占到总成本的28-50％。采用廉价碳源可大大降低PHA的生产成本。
餐厨废油包括煎炸废油、泔水油和地沟油等源自于餐饮业的废油脂，成分主要是烹调用植物油和食品中动物油脂，化学组成主要为脂肪酸甘油酯。煎炸废油是指餐馆、饭店、单位食堂等做煎炸食品后废弃的煎炸用油。煎炸废油属于大分子疏水性有机物，其在多次煎炸过程中与空气中的氧气接触，发生一系列水解、氧化、聚合等复杂反应，使得油黏度增加，油中原本含有的一些不饱和脂肪酸含量极低，产生了一些具有致癌作用的脂肪酸类聚合物及醛、酮、内酯等刺激性气味的物质。泔水油主要是指从餐厨垃圾中分离回收的废油，这类废油是植物油和动物油的混合物，主要来自餐厨垃圾处理厂，容易收集和集中管理。地沟油是从餐饮单位厨房排水除油设施分离出的油脂和排水管道或检查井清掏污物中提炼出的油脂，由于地沟油回收、加工及提炼过程卫生条件恶劣，导致地沟油中含有多种有毒有害成分，重金属、细菌、真菌、黄曲霉毒素等严重超标，因此地沟油对人体具有很大的危害性。餐厨废油如果进入环境或被不法商贩加工为食用油重新回到居民餐桌，会造成极大的环境污染，并严重威胁人类健康。同时餐厨废油具有废物与资源的二重性，含碳量高，可作为微生物利用的碳源。利用餐厨废油为碳源合成PHA，既可以解决餐厨废油处理不当带来的废水、废气等环境污染的问题，同时可防止餐厨废油重回餐桌，危害人类健康。另外餐厨废油来源广泛、价格低廉，以其为碳源又可以降低PHA的生产成本，使PHA这种可降解的生物塑料获得更广泛的应用，从而减少白色污染，实现资源的有效再利用。因此，探索将餐厨废油合成PHA的工艺条件优化方法成为当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将餐厨废油合成聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHA)的最佳工艺条件。
本发明的技术方案包括：
一种利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，采用高效菌即钩虫贪铜菌Cupriavidus necator，以餐厨废油作为碳源，进行培养，将餐厨废油合成得到PHA。所述的钩虫贪铜菌为Cupriavidus necator(DSM428)，来自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，编号为1.7092。
采用钩虫贪铜菌将餐厨废油合成PHA包括以下操作步骤：首先将钩虫贪铜菌菌种在种子培养基中进行活化，然后接种到发酵培养基中，加入餐厨废油作为碳源进行培养，合成PHA。
钩虫贪铜菌菌种的活化与培养，包括如下步骤：将钩虫贪铜菌接入种子培养基中，在28～32℃，摇床转速150～170r/min条件下培养40～56h，进行活化；将活化后的菌液以0.8-1.2％(v％)的接种量接入发酵培养基中，加入餐厨废油，进行培养。
所述的种子培养基，包含：10g/L蛋白胨，5g/L牛肉膏和5g/L氯化钠，pH为7.0。
所述的发酵培养基，包含：1g(NH4)2SO4，1g KH2PO4，11.1g Na2HPO4·12H2O，0.2g MgSO4，1mL微量元素溶液和1L蒸馏水，1mL微量元素溶液中包含：9.7mgFeCl3，7.8mg CaCl2，0.156mg CuSO4·5H2O，0.119mg CoCl2，0.118mg NiCl2和0.062mgCrCl2；混合后调pH值至7.0，灭菌(121℃，25min)。
微量元素溶液的配制方法：将9.7g FeCl3，7.8g CaCl2，0.156g CuSO4·5H2O，0.119g CoCl2，0.118g NiCl2和0.062g CrCl2溶于1L 1mol/L的HCl溶液中。
以餐厨废油为碳源，灭菌(121℃，25min)后，加入到发酵培养基中；餐厨废油添加量为18-22g/L。
所述的餐厨废油包括煎炸废油和地沟油等。
利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将煎炸废油合成PHA的四个反应因素的影响水平排序为：温度>pH>碳氮源质量比>培养时间。利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将煎炸废油合成PHA的优化培养条件如下：培养温度为20～30℃，pH为7～8，碳氮源质量比C/N(w/w)为20:0.75～20:1，培养时间为48～96h。最佳培养温度为25℃，最佳pH为7，最佳碳氮源质量比C/N(w/w)为20:0.75，最佳培养时间为72h。利用煎炸废油为碳源合成PHA时，PHA最大产量范围为5-7g/L。
利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将地沟油合成PHA的四个反应因素的影响水平排序为：pH＞温度＞培养时间＞碳氮源质量比。利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将地沟油合成PHA的优化培养条件如下：pH为8～9，温度为25～35℃，培养时间为60～108h，碳氮源质量比C/N(w/w)为20:1～20:2。最佳pH为8，最佳温度为30℃，最佳培养时间为84h，最佳碳氮源质量比C/N(w/w)为20:1.5。利用地沟油为碳源合成PHA时，PHA最大产量范围为7-9g/L。
本发明的优点：
本发明提供了一种餐厨废油资源化利用途径，既可以解决餐厨废油处理不当带来的废水、废气等环境污染的问题，另外餐厨废油来源广泛、价格低廉，以其为碳源又可以降低PHA的生产成本。
本发明提供了利用餐厨废油合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的最佳工艺条件，该工艺条件操作简单，方便控制，在最佳条件下，PHA合成量与产量较高，在工业化生产方面更有广阔的发展前景。
附图说明
图1是PHA气相色谱图。
图2是温度对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(煎炸废油培养基)。
图3是pH对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(煎炸废油培养基)。
图4是C/N(w/w)对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(煎炸废油培养基)。
图5是时间对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(煎炸废油培养基)。
图6是pH对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(地沟油培养基)。
图7是温度对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(地沟油培养基)。
图8是时间对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(地沟油培养基)。
图9是C/N(w/w)对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(地沟油培养基)。
图10是接种量对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(煎炸废油培养基)。
图11是接种量对细胞干重、PHA产量及PHA含量的影响(地沟油培养基)。
具体实施方式
本发明利用一种高效菌将餐厨废油合成聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHA)的工艺条件优化，采用的菌种为钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)，CGMCC编号1.7092。为了进一步提高利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将餐厨废油合成PHA的产量，对培养条件进行了优化研究，分别通过正交和单因素实验，探究了培养温度、pH、C/N(w/w)、培养时间对PHA产量的影响，从而确定最佳培养条件。
实施例1钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)菌株的培养
1.菌种和培养基的选择及培养
1.1菌种的选择
本发明选用的菌种为钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)，购买自中国普通微生物菌种保藏管理中心，编号1.7092。
1.2培养基的配制
种子培养基：10g/L蛋白胨，5g/L牛肉膏，5g/L氯化钠，pH＝7.0。
发酵培养基：1g(NH4)2SO4，1g KH2PO4，11.1g Na2HPO4·12H2O，0.2g MgSO4，1mL微量元素溶液和1L蒸馏水，混合后调pH值至7.0；1mL微量元素溶液中包含：9.7mg FeCl3，7.8mg CaCl2，0.156mg CuSO4·5H2O，0.119mg CoCl2，0.118mg NiCl2和0.062mg CrCl2。
微量元素溶液的配制方法：将9.7g FeCl3，7.8g CaCl2，0.156g CuSO4·5H2O，0.119g CoCl2，0.118g NiCl2和0.062g CrCl2溶于1L 1mol/L的HCl溶液中。
以餐厨废油为碳源，碳源和其它成分分开灭菌(121℃，25min)，最后在无菌操作台中混合在一起。
1.3菌种的活化及培养
将钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)接入种子培养基中，在30℃，摇床转速160r/min条件下培养48h，以达到活化的目的。将活化后的菌液以1％(v％)的接种量接入发酵培养基(250ml锥形瓶，装液量100ml)中进行培养，餐厨废油添加量为20g/L。
实施例2：利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将煎炸废油合成PHA的培养条件优化
2.1正交试验
为了更加高效率、快速的分析出各因素对PHA产量的影响程度大小，故而先采取正交实验探究培养温度、pH、C/N(w/w)、培养时间对PHA产量的影响，选出最佳培养组合。
基于合成PHA的四个反应因素，按照表1的内容设计正交试验，将活化后的菌液以1％(v％)的接种量接入发酵培养基(250ml锥形瓶，装液量100ml)中进行培养，煎炸废油添加量为20g/L，摇床转速160r/min。按照表2中九组条件进行培养。
培养结束后，吸取10mL的发酵液加入50mL的离心管中，6000rpm离心10min，倒掉上清溶液，再加入20mL的蒸馏水，使菌液重新悬浮在水中，再离心倒掉上清液，将离心管在-20℃的条件下冷冻24h，将冷冻后的菌体置于冷冻干燥机中冷冻干燥24h，称量，计算出干细胞的质量。
取测得的干细胞于带螺纹的玻璃管中，加入2mL的氯仿、2mL的苯甲酸-甲醇溶液，加盖紧闭，于100℃烘箱中4h进行甲酯化。结束后，室温冷却30min，加入1mL的蒸馏水，剧烈震荡1min，静置分层30min，用移液枪吸取1mL下层有机相利用气相色谱进行检测。
气相色谱为Techcomp GC7890，色谱柱为Agilent DB-1型毛细管柱(30m×0.32mm×0.25μm)，标样为Poly(3HB-co-3HV)，HV含量5wt.％，HB含量95wt.％(Sigma，cat NO.81329，403105)。色谱条件：进样口200℃，载气N2，压力0.07MPa，流量41.4mL/min，分流比25:1。柱箱：初始温度70℃，保持1min，后以10℃/min速度上升到140℃，保持2min。检测器：FID检测器，温度250℃，H2流量40mL/min，空气流量450mL/min。
如图1所示，为本发明方法所得产品(PHA)的气相色谱图，其中，1.620min与1.846min处为溶剂峰，2.981min处为PHA峰，5.727min处为内标峰(苯甲酸)。利用气相色谱图，通过计算PHA含量及PHA产量分析菌株合成PHA的能力。
表1 基于四因素三水平的正交实验设计
发酵实验结果与分析：
表2 正交实验条件和结果
表3 正交实验结果分析
根据实验可以得出如下结论：
从表3可以看到，通过正交实验得出利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将煎炸废油合成PHA的最佳培养条件组合为：培养时间为72h，反应温度为20℃，pH为7，碳氮源质量比为20:1。各培养条件影响大小是：温度>pH>碳氮源质量比>时间。
2.2单因素实验
为了更精确地确定最佳培养条件，在正交试验所确定的各培养条件影响顺序的基础上进行单因素实验，将活化后的菌液以1％(v％)的接种量接入发酵培养基(250ml锥形瓶，装液量100ml)中进行培养。煎炸废油添加量为20g/L，摇床转速为160r/min。
2.2.1温度对PHA产生量影响
通过调节摇床温度，控制培养温度为20℃，25℃，30℃，35℃，40℃。在pH＝7，C/N(w/w)为20:1的条件下培养72h。细胞干重、PHA产量与PHA含量随温度的变化情况如图2所示。由图2可知，细胞干重随着培养温度的升高而增大，在30℃时达到最大值，为8.8g/L，随着温度的继续升高，细胞干重迅速降低，在40℃时到达最小值，为0.525g/L。在20℃到25℃区间内，PHA含量变化不大；在20℃时，PHA含量达峰值，为88.65％(wt％)。PHA产量随着温度的增长先呈上升趋势，在25℃时达到峰值，为7.035g/L，随着温度的继续升高，PHA产量迅速降低，在40℃时达到最低，为0.061g/L。故最佳培养温度为25℃。
2.2.2pH对PHA产生量影响
用1mol/L的HCl或NaOH溶液将发酵培养基初始pH分别调至6.0，7.0，8.0，9.0，在温度为25℃，C/N(w/w)为20:1条件下培养72h。细胞干重、PHA产量与PHA含量随pH的变化情况如图3所示。由图3可以看出，pH值为6时，细胞干重最小，为1.3g/L，随着pH值的升高，细胞干重迅速增高，在pH为7时达到峰值，为7.4g/L，随着pH值的继续增高，细胞干重逐渐减少。PHA含量先随着pH的升高而增多，在pH为7的时候达到峰值，最大PHA含量为92％(wt％)，随着pH值的继续升高，PHA含量逐渐减小。由弱酸性环境变到中性环境时(pH6到pH7)，PHA产量迅速升高，pH为7时达到峰值，最大PHA产量为6.81g/L，当pH大于7时，PHA产量又随着pH的增大而快速减少，碱性越强，PHA产量越少。故最佳pH值为7。
2.2.3C/N(w/w)对PHA产生量影响
控制煎炸废油(碳源)添加量20g/L，调节(NH4)2SO4(氮源)添加量，使C/N(w/w)为20:0.25，20:0.5，20:0.75，20:1，20:2。在温度为25℃，pH＝7的条件下培养72h，细胞干重、PHA产量与PHA含量随C/N(w/w)的变化情况如图4所示。由图4可以看出C/N(w/w)为20:0.25时，发酵液内的细胞干重最小，为2g/L。随着C/N(w/w)的减小，细胞干重快速增加，在C/N(w/w)为20:0.75时，到达最大值为7.2g/L，随后随着氮源的添加量继续增加，细胞干重却缓慢减少。PHA含量随着氮源质量的增加先增大，在20:0.75时达峰值，最大PHA含量为62.59％(wt％)，随着氮源质量继续增加，PHA含量逐渐减小。在20:0.25时，PHA产量最小，最小值为1.25g/L，随着氮源质量的增加PHA产量先呈上升趋势，当C/N(w/w)为20:0.75时达到峰值，最大PHA产量为6.59g/L，而后随着氮源质量的增加先缓慢减少，当C/N(w/w)小于20:1时，PHA产量迅速减少。故最佳C/N(w/w)为20:0.75。
2.2.4时间对PHA产生量影响
控制培养时间为24h到96h，其中每隔12h取一次样进行检测。在温度为25℃，pH＝7，C/N(w/w)为20:0.75的条件下，细胞干重、PHA产量与PHA含量随时间的变化情况如图5所示。由图5可以看出，培养时间较短时，细胞干重最小，随着培养时间的增长，细胞干重随之增多，在96h达到峰值，最大值为8.9g/L。随着培养时间的增加，PHA含量逐渐增加，越接近72h时折线越趋于平缓，在72h达到峰值，最大PHA含量为79.67％(wt％)，之后PHA含量随时间增加而平缓减少。PHA产量先随着时间的增加而增大，到72h时达到峰值，最大PHA产量为6.21g/L，随后随着培养时间的继续增加，PHA产量基本保持不变。故最佳培养时间为72h。
在最佳培养条件下，即温度为25℃，pH为7，碳氮源质量比C/N(w/w)为20:0.75，培养时间为72h，利用煎炸废油为碳源合成PHA时，PHA最大产量范围为5-7g/L。
实施例3：利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将地沟油合成PHA的培养条件优化
3.1正交试验
为了更加高效率、快速的分析出各因素对PHA产量的影响程度大小，故而先采取正交实验探究培养温度、pH、C/N(w/w)、培养时间对PHA产量的影响，选出最佳培养组合。
按照表4的内容设计正交试验，将活化后的菌液以1％(v％)的接种量接入发酵培养基(250ml锥形瓶，装液量100ml)中进行培养，地沟油添加量为20g/L，摇床转速160r/min。按照表5中九组条件进行培养。
对菌体进行离心收集、冻干，真空冷冻干燥24h，称量菌体得出菌体干重(具体操作步骤同实施例2)。气相色谱法测定PHA含量(具体操作步骤同实施例2)。通过计算PHA含量及PHA产量分析菌株合成PHA的能力。
表4 基于四因素三水平的正交实验设计
发酵实验结果与分析：
表5 正交试验条件和结果
表6 正交试验结果分析
根据实验可以得出如下结论：
从表6可以看到，通过正交实验得到利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将地沟油合成PHA的最佳培养条件组合为：反应时间为144h，反应温度为20℃，pH值为9，碳氮源质量比为20:2。四个反应因素的影响水平排序为：pH＞温度＞培养时间＞碳氮源质量比。
3.2单因素实验
为了更精确地确定最佳培养条件，在正交试验所确定的各培养条件影响顺序的基础上进行单因素实验，将活化后的菌液以1％(v％)的接种量接入发酵培养基(250ml锥形瓶，装液量100ml)中进行培养。地沟油添加量为20g/L，摇床转速160r/min。
3.2.1pH对PHA产生量影响
用1mol/L的HCl或NaOH溶液将发酵培养基初始pH分别调至6.0，7.0，8.0，9.0，10.0，在温度为20℃，C/N(w/w)为20:2条件下培养144h。细胞干重、PHA产量与PHA含量随pH的变化情况如图6所示。由图6可以看出，细胞干重先随pH上升而增加，当pH为8时的细胞干重已达最大为10.7g/L，pH继续增大细胞干重随之减小。细胞内PHA含量随着pH的增加呈现先增大后减小的趋势，在pH为8的条件下获得最大值79.16％(wt％)。PHA产量随着pH的增加从0.50g/L开始上升，当pH为8时，产量达到最大值为8.47g/L。继续提高pH值，PHA产量逐渐减小，当pH为10时，PHA产量已经降低到3.96g/L，故最佳pH为8。
3.2.2温度对PHA产生量影响
通过调节摇床温度，控制培养温度为20℃，25℃，30℃，35℃，在pH＝8，C/N(w/w)为20:2的条件下培养144h。细胞干重、PHA产量与PHA含量随温度的变化情况如图7所示。由图7可以看出，细胞干重和细胞PHA含量从20℃开始均随温度上升而增大，当到达30℃时，均获得各自最大值，其中细胞干重为9.0g/L，细胞内PHA含量为79.44％(wt％)。当温度为20℃时，PHA产量为3.18g/L，随着温度的提高PHA产生量也随之增加，当温度为30℃时，产量达到最大值为7.15g/L。随着温度继续升高，PHA产量开始降低，在35℃的时候产量为4.65g/L。故最佳的培养温度为30℃
3.2.3时间对PHA产生量影响
控制培养时间为24h到108h，其中每隔12h取一次样进行检测。在温度为30℃，pH＝8，C/N(w/w)为20:2的条件下，细胞干重、PHA产量与PHA含量随时间的变化情况如图8所示。由图8可以看出，细胞干重在前84h里随着培养时间的增加而迅速增大，上升幅度明显。84h为6.9g/L，随后有小幅上升。PHA含量在培养的第24-36h里上升速率十分明显，随后在70％(wt％)上下不断波动。PHA产量从开始培养后的第24h开始测量，此时的PHA产量为0.44g/L。随着反应的进行，PHA产量不断上升，到72h已达3.92g/L。随后的12h里PHA产量增加到4.94g/L，在84H后，PHA产量逐渐趋于平稳，虽然还有小幅度的上升，但考虑到能耗及效率问题，减小运用成本，不宜过长时间，故取84h做最佳培养时间。
3.2.4C/N(w/w)对PHA产生量影响
控制地沟油(碳源)添加量20g/L，调节(NH4)2SO4(氮源)添加量，使C/N(w/w)为20:0.5，20:0.75，20:1，20:1.5，20:2。在温度为30℃，pH＝8的条件下培养84h，细胞干重、PHA产量与PHA含量随C/N(w/w)的变化情况如图9所示。由图9可以看出，细胞干重随着C/N(w/w)减小而增大，在C/N(w/w)为20:2时产生量最大为8.7g/L。PHA含量在C/N(w/w)为20:1.5时达到最大值为85.42％(wt％)，之后随着C/N(w/w)的减小，PHA含量随之降低。PHA产量随着C/N(w/w)减小而增大，20:1.5时最大为7.09g/L，但之后的PHA产量又呈现下降趋势，因此最佳C/N(w/w)为20:1.5。
在最佳培养条件下，即pH为8，温度为30℃，培养时间为84h，碳氮源质量比C/N(w/w)为20:1.5，利用地沟油为碳源合成PHA时，PHA最大产量范围为7-9g/L。
实施例4：利用钩虫贪铜菌Cupriavidus necator(DSM428)将餐厨废油合成PHA的接种量研究
在工业生产中，在不改变产品产量的同时，降低菌种的接种量可大大降低生产成本。因此为探究接种量对PHA产量的影响，分别对以煎炸废油和地沟油为碳源的培养基进行单因素实验。
4.1接种量对利用煎炸废油合成PHA产量的影响
将活化后的菌液分别以0.01v％，0.05v％，0.1v％，0.5v％，1v％的接种量接入发酵培养基(250ml锥形瓶，装液量100ml)中进行培养，煎炸废油添加量为20g/L，摇床转速160r/min。在最佳培养条件下进行摇床培养，即在温度25℃，pH为7，C/N(w/w)为20:0.75的条件下培养72h。细胞干重、PHA产量与PHA含量随接种量的变化情况如图10所示。细胞干重变化范围为7.5-8.3g/L，PHA含量变化范围为38.22％-57.29％(wt％)，PHA含量变化范围为3.02-4.45g/L，上下波动均在合理范围之内。由此可得出，当接种量降低到0.01v％时，PHA产量依然可以满足工业生产需求。
4.2接种量对利用地沟油合成PHA产量的影响
将活化后的菌液分别以0.01v％，0.05v％，0.1v％，0.5v％，1v％的接种量接入发酵培养基(250ml锥形瓶，装液量100ml)中进行培养，地沟油添加量为20g/L，摇床转速160r/min。在最佳培养条件下进行摇床培养，即在温度30℃，pH为8，C/N(w/w)为20:1.5的条件下培养84h。细胞干重、PHA产量与PHA含量随接种量的变化情况如图11所示。细胞干重变化范围为6.1-7.3g/L，PHA含量变化范围为53.87％-72.61％(wt％)，PHA含量变化范围为3.42-4.86g/L，上下波动均在合理范围之内。由此可得出，当接种量降低到0.01v％时，PHA产量依然可以满足工业生产需求。

Claims (10)

1.一种利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：采用钩虫贪铜菌，以餐厨废油作为碳源，进行培养，将餐厨废油合成得到PHA。
2.根据权利要求1所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：首先将钩虫贪铜菌在种子培养基中进行活化，然后接种到发酵培养基中，加入餐厨废油作为碳源进行培养，合成PHA。
3.根据权利要求2所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：将钩虫贪铜菌接入种子培养基中，在28～32℃，摇床转速150～170r/min条件下培养40～56h，进行活化；将活化后的菌液以0.8-1.2v％的接种量接入发酵培养基中，加入餐厨废油，进行培养。
4.根据权利要求3所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：所述的发酵培养基包含1g(NH4)2SO4，1g KH2PO4，11.1g Na2HPO4·12H2O，0.2g MgSO4，1mL微量元素溶液和1L蒸馏水，1mL微量元素溶液中包含9.7mgFeCl3，7.8mg CaCl2，0.156mg CuSO4·5H2O，0.119mg CoCl2，0.118mg NiCl2和0.062mgCrCl2；混合后调pH值至7.0，灭菌。
5.根据权利要求3所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：所述的餐厨废油的加入量为18-22g/L。
6.根据权利要求5所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：所述的餐厨废油包括煎炸废油和地沟油。
7.根据权利要求3所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：利用钩虫贪铜菌将煎炸废油合成PHA的培养条件：培养温度为20～30℃，pH为7～8，碳氮源质量比为20:0.75～20:1，培养时间为48～96h。
8.根据权利要求7所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：利用钩虫贪铜菌将煎炸废油合成PHA的培养条件：培养温度为25℃，pH为7，碳氮源质量比为20:0.75，培养时间为72h。
9.根据权利要求3所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：利用钩虫贪铜菌将地沟油合成PHA的培养条件：pH为8～9，温度为25～35℃，培养时间为60～108h，碳氮源质量比为20:1～20:2。
10.根据权利要求9所述的利用高效菌将餐厨废油合成PHA的工艺方法，其特征在于：利用钩虫贪铜菌将地沟油合成PHA的培养条件：pH为8，温度为30℃，培养时间为84h，碳氮源质量比为20:1.5。
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