CN108690853B - 一种发酵生产丁醇的方法 - Google Patents

一种发酵生产丁醇的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108690853B
CN108690853B CN201710218605.1A CN201710218605A CN108690853B CN 108690853 B CN108690853 B CN 108690853B CN 201710218605 A CN201710218605 A CN 201710218605A CN 108690853 B CN108690853 B CN 108690853B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fermentation
butanol
medium
nitrogen source
culture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710218605.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108690853A (zh
Inventor
张全
曹长海
关浩
高慧鹏
王领民
乔凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Dalian Petrochemical Research Institute Co ltd
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201710218605.1A priority Critical patent/CN108690853B/zh
Publication of CN108690853A publication Critical patent/CN108690853A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108690853B publication Critical patent/CN108690853B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/16—Butanols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明涉及一种发酵生产丁醇的方法，包括：（1）制备发酵菌种子液，所述发酵菌为拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）XH0906；（2）制备发酵培养基，在发酵培养基中加入碳酸钙，接种步骤（1）制备的种子液进行发酵培养以生产丁醇。本发明方法在兼氧条件下发酵生产丁醇，具有丁醇产量和收率高，有机酸副产物少等特点。

Description

一种发酵生产丁醇的方法
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体地，涉及一种利用拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）发酵生产丁醇的方法。
背景技术
丁醇是一种重要的有机化工原料，在化工、医药和石油等工业部门有广泛的用途。丁醇比乙醇多两个亚甲基，与乙醇相比具有更高的疏水性，更低的挥发性，可与汽油以任意比例混合，并具有与汽油相当的热值。作为一种有潜力的可以替代汽油的可再生生物能源，丁醇越来越受到世界各国的关注。
丁醇的生产工艺主要有化学合成法和微生物发酵法两种。随着石油资源的日益枯竭，采用以石油为原料丙烯羰基合成法生产丁醇的方法已举步维艰，而且由于技术落后，装置偏小导致产能不够，致使中国丁醇市场长期供应不足，不能满足国内市场的需求。微生物发酵法制备丁醇有其独到的优势，发展生物丁醇将极大地缓解丁醇供应不足的现状。
丙酮丁醇发酵（acelone-butanol fermentation，ABF）的主要产物是丙酮、丁醇和乙醇，产物比例为3:6:1。传统丙酮丁醇发酵普遍存在以下问题：（1）传统的丙酮丁醇发酵菌株需在严格厌氧条件下培养发酵，稍有操作不慎，很容易进入空气，造成菌体不能正常生长，因此在发酵过程中通常需要通入惰性气体如N2来保证无氧环境，能耗较高；（2）丁醇产率低，仅20重量%左右，使得丁醇发酵过程原料成本偏高，制约了丁醇发酵产业的发展；（3）发酵产物中除了丁醇外还有40重量%的丙酮和乙醇等副产物，增加了产品分离难度，提高了能耗。
其中，菌株和原料问题一直是困扰丁醇发酵的瓶颈。近年来，国内外对纤维原料发酵生产丁醇的研究很多，主要围绕菌种诱变选育、寻找合适的纤维原料及其糖液制备、发酵工艺条件优化和溶剂提取等方面进行研究。目前工业上用于丁醇生产的菌株主要是丙酮丁醇梭菌和拜氏梭菌，它们具有相似的代谢路径，产物主要分为3类 ：1）溶剂（丙酮、乙醇和丁醇）；2）有机酸（乙酸、乳酸和丁酸）；3）气体（包括二氧化碳、氢气等）。将产物中的氢气回收可以进一步提高ABE（即溶剂）的经济竞争力。然而，副产物如丙酮、乙醇等的生成消耗了有限的碳代谢流，降低了产物中丁醇所占的比例，增加了回收丁醇的难度。
中国专利CN 102162001A提供了一种利用丙酮丁醇梭菌厌氧发酵产丁醇的方法，以丙酮丁醇梭菌 Clostridium acetobutylicum XY16，丙酮丁醇梭菌 Clostridium acetobutylicum AS1.134，或者丙酮丁醇梭菌 Clostridium acetobutylicum AS1.135为发酵菌株，以葡萄糖为底物，初始葡萄糖浓度为60g/L，在通入N2保持发酵罐严格厌氧环境的情况下，对丙酮丁醇梭菌产酸期和产醇期的pH进行调控，总溶剂和丁醇的产量分别为19.20-19.65g/L和11.43-12.30g/L，丁醇选择性为58.2-63.1%，溶剂产率为32.0-32.8%，丁醇产率为19.1-20.5%。但是，该方法需在严格厌氧环境下进行发酵，存在因除氧不干净造成菌体不生长的风险，且发酵产物中有较多的丙酮和乙醇副产物，导致后续丁醇回收压力较大，分离能耗较高。
中国专利CN 102719371A公开了一株产丁醇的拜氏梭菌Clostridium beijerinckii Y-3，该菌是通过对出发菌株Clostridium beijerinckii NCIMB8052采用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变获得的突变株（为严格厌氧菌），可以木糖渣为原料制备生物丁醇，在以木糖渣酶解液为碳源时，总溶剂产量为16g/L，丁醇产量为8.2g/L，丙酮含量为6.8g/L，乙醇含量为1.0g/L。该菌株虽解决了传统生物发酵生产丁醇菌种能力和原料不足的问题，但该发酵过程同样需在严格厌氧环境下进行，且因发酵产物中有较多的丙酮和乙醇副产物生成，仍存在后续丁醇回收压力较大、分离能耗较高等缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种利用拜氏梭菌XH0906（Clostridium beijerinckii）发酵生产丁醇的方法。本发明方法在兼氧条件下发酵生产丁醇，具有丁醇产量和收率高，有机酸副产物少等特点。
本发明提供的发酵生产丁醇的方法，包括：
（1）制备发酵菌种子液，所述发酵菌为拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）XH0906；
（2）制备发酵培养基，在发酵培养基中加入碳酸钙，接种步骤（1）制备的种子液进行发酵培养以生产丁醇。
本发明中，所述的发酵菌为拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）XH0906，保藏编号为CGMCC No. 9124，在CN201510638879.7中已申请公开，并提交了保藏及存活证明。发酵生产丁醇时，耐氧能力强，能够在兼氧条件下生长，丁醇产量和收率高，同时发酵产物中几乎无丙酮和乙醇副产物生成。
本发明中，所述种子液的制备包括菌种活化和种子培养，可以分别为本领域常用的各种培养条件。优选地，菌种活化在厌氧条件下进行，种子培养在兼氧条件下进行。进一步地，活化培养为：将拜氏梭菌接种至固体培养基，在厌氧条件下，28-42℃培养12-48h；种子培养为：将活化菌接种至种子培养基，在兼氧条件下，28-42℃静置培养12-48h，得到发酵菌种子液。
本发明中，发酵培养基包括碳源、氮源、无机盐和维生素，所述碳源为本领域常用的各种碳源，如糖、淀粉和木质纤维素原料等中的至少一种，优选地，碳源为葡萄糖、木糖、半乳糖、甘露糖、果糖、麦芽糖、纤维二糖、低聚葡萄糖和低聚木糖中的一种或多种，优选葡萄糖和/或木糖。所述氮源为本领域常用的各种氮源，优选地，氮源包括有机氮源和无机氮源，有机氮源为牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、玉米浆和豆粕水解液中的一种或多种，优选为豆粕水解液、蛋白胨和牛肉膏中的一种或多种，更优选蛋白胨和牛肉膏；优选地，无机氮源为醋酸铵、硝酸钠和硫酸铵中的一种或多种，优选为硫酸铵和/或醋酸铵，更优选硫酸铵。所述无机盐为本领域常用的各种无机盐，优选地，无机盐为磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氯化钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁、氯化钙和硫酸锰中的一种或多种，优选磷酸盐。维生素为维生素B1、生物素和对氨基苯甲酸中的一种或多种。
本发明中，以每L发酵培养基计，碳源的用量为20-60g，优选为40-50g；有机氮源的用量为1-20g，优选为10-18g；无机氮源的用量为0.1-10g，优选为0.5-5g；无机盐的用量为0-10g，优选为2.5-5g；维生素的用量为0-0.2g，优选为0.04-0.12g；发酵培养基的初始pH为5.5-8.5，优选为6-8。
本发明中，种子培养基可以和发酵培养基成分相同，固体培养基通过在液体培养基如发酵培养基中加入1wt%-2wt%的琼脂制得。
本发明中，在发酵培养基中加入一定量的碳酸钙，以提高丁醇的产量和收率，优选情况下，碳酸钙的加入量为0.2-5g/L，优选为1-3g/L。为了进一步提高丁醇产量和收率，优选情况下，在发酵培养基中加入一定量的醋酸钠，优选情况下，醋酸钠的加入量为1-5g/L，优选为2-4g/L。
本发明中，种子液接种量为发酵培养基体积的2%-20%，优选5%-15%。所述发酵培养可以在厌氧条件（严格厌氧条件）下进行，也可以在兼氧条件下进行，优选在兼氧条件下进行。兼氧条件是指在培养过程（包括种子培养和发酵培养）中，不需要向培养基中加入连二亚硫酸钠（也称保险粉）等除氧剂，也不需要通入N2和/或惰性气体等来保持厌氧环境。
本发明中，所述的发酵条件为：发酵温度为20-42℃，优选为32-38℃；在搅拌下进行，搅拌速度为50-200rpm，优选为10-100rpm；发酵初始阶段pH 5.5-8.5，优选6-8；发酵时间为48-120h，优选为60-80h。具体的发酵时间可以根据具体的发酵条件进行确定。
本发明中，对于发酵培养的具体工艺没有特别的限定，只要满足前述发酵培养的条件，可以为本领域常用的各种发酵工艺，例如可以为批次发酵、批次补料发酵、连续发酵、原位萃取发酵或气体原位抽提发酵等，各工艺的具体操作步骤为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）采用拜氏羧菌XH0906为发酵菌株生产丁醇，该菌株耐氧能力强，培养基中不需要加入除氧剂，全程也无需通入N2和/或惰性气体等来保持厌氧环境，减少了传统厌氧菌发酵过程中的除氧步骤，避免了因除氧不干净造成的菌体不生长现象，降低了能耗。另外，利用该拜氏梭菌在兼氧条件下进行发酵，丁醇产量和收率高，且得到的发酵产物中几乎无丙酮和乙醇副产物，减轻了后续丁醇回收的压力，降低了分离能耗。
（2）发酵培养基中添加一定量的碳酸钙，提高了丁醇产量和收率，降低了有机酸等副产物，而且发酵全程不需要调控pH。
（3）发酵培养基中添加一定量的醋酸钠，对丁醇代谢途径起到一定的调控作用，有助于提高丁醇选择性，提高碳源利用率。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均从常规生化试剂商店购买得到。
豆粕水解液的制备方法包括：称取适量豆粕，加入5倍质量的水，混合均匀。按水量体积的2%加入质量浓度为98%的浓硫酸，迅速混合均匀，勿使物料局部碳化。通入蒸汽，使物料温度升至100℃，保温20小时，其间，每隔1小时搅拌5分钟。水解结束后，得到呈酱红色、具果香味的豆粕水解液。
通过液相色谱仪对发酵液中的产物和副产物进行分析，以计算其中主要成分的浓度：液相色谱仪（安捷伦1200），色谱柱为伯乐HPX-87H（300mm×7.8mm），流动相为0.005mol/L H2SO4，流速为0.6 ml/min，柱温箱为65℃，检测器为示差检测器（安捷伦1200），检测器温度为45℃，进样量为5μL。
丁醇收率=发酵得到的丁醇浓度/（发酵前葡萄糖浓度-发酵后葡萄糖浓度）。
溶剂收率=（发酵得到的丁醇浓度+发酵得到的异丙醇浓度）/（发酵前葡萄糖浓度-发酵后葡萄糖浓度）。
丁醇选择性=发酵得到的丁醇浓度/（发酵得到的丁醇浓度+发酵得到的异丙醇浓度）。
实施例1
液体培养基（包括种子培养基和发酵培养基）成分：蛋白胨10 g/L、牛肉膏6 g/L、葡萄糖45g/L、氯化钠0.5 g/L、硫酸铵0.9 g/L、硫酸铁0.1 g/L、硫酸镁0.3 g/L、氯化钙0.1g/L、磷酸二氢钾1 g/L、磷酸氢二钠2 g/L、对氨基苯甲酸0.04 g/L、维生素B1 0.04 g/L和生物素0.004g/L，pH 7.0，在121℃下灭菌15min。固体培养基在液体培养基中加入1wt%的琼脂。
在上述培养基中加入0.5g/L的碳酸钙作为发酵培养基。
利用拜氏梭菌CGMCC No. 9124在兼氧条件下发酵生产丁醇的方法包括：（1）将所述拜氏梭菌接种在固体培养基斜面上，置于厌氧环境中，30℃培养24h；（2）将步骤（1）培养的拜氏梭菌从斜面上刮下2环接入置于摇瓶的种子培养基中，不需要加入除氧剂也不需要通入N2保持厌氧环境，35℃静置培养24h，得到种子液；（3）将步骤（2）培养的种子液以10体积%的接种量接种到置于5L发酵罐的3L液体发酵培养基中，不需要加入除氧剂也不需要通入N2保持厌氧环境，在37℃进行发酵培养，搅拌速率为150 r/min，发酵液的初始pH值为7.0。经检测，72 h后发酵液中残余葡萄糖浓度为7.05 g/L，丙酮浓度为0.05g/L，乙醇浓度为0.01g/L，丁醇、异丙醇、乙酸和丁酸浓度分别为10.56 g/L、2.08 g/L、0.45g/L和0.36g/L，溶剂收率为33.31%，其中丁醇收率为27.83%，丁醇选择性83.54%。
实施例2
按照实施例1的方法，不同的是，碳酸钙加入量分别为1g/L、2g/L、3g/L和4g/L。结果见表1。
表1
Figure 81097DEST_PATH_IMAGE001
实施例3
按照实施例1的方法，不同的是，在发酵培养基中加入碳酸钙的同时加入一定量的醋酸钠，加入量为3g/L。经检测，72 h后发酵液中残余葡萄糖浓度为1.64g/L，丙酮浓度为0.04g/L，乙醇浓度为0.02g/L，丁醇、异丙醇、乙酸和丁酸浓度分别为12.24 g/L、2.35 g/L、0.42 g/L和0.38g/L，溶剂收率为33.65%，其中丁醇收率为28.23%，丁醇选择性83.89%。
实施例4
按照实施例1的方法，不同的是，分别采用不同的碳源和氮源替换培养基中的葡萄糖、蛋白胨或硫酸铵，经检测，72 h后发酵液中丙酮浓度均小于0.1g/L，乙醇浓度均小于0.1g/L，残余葡萄糖浓度（残糖）、乙酸、丁酸和丁醇的发酵结果见表2。
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例5
按照实施例1的方法，不同的是，液体培养基成分为：蛋白胨10 g/L、牛肉膏6 g/L、葡萄糖45g/L、氯化钠0.5 g/L、硫酸铵0.9 g/L、硫酸铁0.1 g/L、硫酸镁0.3 g/L、氯化钙0.1g/L、磷酸二氢钾1g/L和磷酸氢二钠2 g/L，pH 7.0。
经检测，72h后发酵液中残余葡萄糖浓度为8.35 g/L，丙酮浓度为0.08g/L，乙醇浓度为0.04g/L，丁醇、异丙醇、乙酸和丁酸浓度分别为10.02g/L、2.04 g/L、0.46g/L和0.39g/L，溶剂收率为32.91%，其中丁醇收率为27.34%，丁醇选择性83.08%。。
实施例6
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤（2）中种子培养时采用全封闭的厌氧瓶，培养基在厌氧箱中除氧，并加入连二亚硫酸钠使厌氧瓶中的氧分压降低到0，然后在厌氧箱中接种和培养；步骤（3）中发酵罐培养基加入连二亚硫酸钠除氧，并全程通入N2保持无氧环境，整个发酵过程均不控制pH值。经检测，72h后发酵液中残余葡萄糖浓度为3.79g/L，丙酮浓度为0.19g/L，乙醇浓度为0.05g/L，丁醇、异丙醇和乙酸和丁酸浓度分别为10.38g/L、2.05g/L、1.22 g/L和1.46 g/L，溶剂收率为30.16%，其中丁醇收率为25.19%，丁醇选择性83.51%。
比较例1
按照实施例1的方法，不同的是，培养基中不加碳酸钙，也不进行pH调控。结果发酵液中的残余葡萄糖、丁醇、异丙醇、乙酸和丁酸浓度分别为25.05g/L、5.62g/L、1.14 g/L、0.56g/L和0.42g/L。溶剂收率为33.89%，其中丁醇收率为28.17%，丁醇选择性83.14 %。
将实施例1与实施例3比较可知，利用拜氏梭菌CGMCC No. 9124在兼氧条件下发酵生产丁醇的过程中，在发酵培养基中同时加入碳酸钙和醋酸钠，发酵全程不需要调控pH，提高了丁醇的产量和收率，降低了有机酸等副产物，丁醇的选择性高。
将实施例1与实施例4比较可知，利用拜氏梭菌CGMCC No. 9124在兼氧条件下发酵生产丁醇的过程中，培养基的碳源为葡萄糖、有机氮源为蛋白胨和牛肉膏、无机氮源为硫酸铵时，能够进一步提高丁醇的产量和收率。
将实施例1与实施例5比较可知，利用拜氏梭菌CGMCC No. 9124在兼氧条件下发酵生产丁醇的过程中，培养基中进一步含有特定种类的维生素时，能够进一步提高丁醇的产量和收率。
将实施例1与实施例6比较可知，利用拜氏梭菌CGMCC No. 9124在厌氧条件下发酵生产丁醇，仍具有较高的丁醇的产量和收率。
将实施例1与比较例1比较可知，利用拜氏梭菌CGMCC No. 9124在不加碳酸钙时，丁醇的产量和收率均降低。
综上所述，本发明的保藏编号为CGMCC No. 9124的拜氏梭菌，可在兼氧条件下生长并发酵生产丁醇，通过在发酵培养基中投加碳酸钙，可以提高丁醇的收率和选择性，发酵效果好。

Claims (17)

1.一种发酵生产丁醇的方法，其特征在于包括：
（1）制备发酵菌种子液，所述发酵菌为拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）XH0906，保藏编号为CGMCC No. 9124，该菌发酵生产丁醇时，耐氧能力强，能够在兼氧条件下生长，丁醇产量和收率高，同时发酵产物中几乎无丙酮和乙醇副产物生成；
（2）制备发酵培养基，在发酵培养基中加入碳酸钙，加入量为0.2-5g/L，接种步骤（1）制备的种子液进行发酵培养以生产丁醇。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述种子液的制备包括菌种活化和种子培养，菌种活化在厌氧条件下进行，种子培养在兼氧条件下进行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：活化培养为：将拜氏梭菌接种至固体培养基，在厌氧条件下，28-42℃培养12-48h；种子培养为：将活化菌接种至种子培养基，在兼氧条件下，28-42℃静置培养12-48h，得到发酵菌种子液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：发酵培养基包括碳源、氮源、无机盐和维生素，所述碳源为葡萄糖、木糖、半乳糖、甘露糖、果糖、麦芽糖、纤维二糖、低聚葡萄糖和低聚木糖中的一种或多种；所述氮源为有机氮源和无机氮源，有机氮源为牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、玉米浆和豆粕水解液中的一种或多种；所述无机氮源为醋酸铵、硝酸钠和硫酸铵中的一种或多种；所述无机盐为磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氯化钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁、氯化钙和硫酸锰中的一种或多种；所述维生素为维生素B1、生物素和对氨基苯甲酸中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述碳源为葡萄糖和/或木糖，有机氮源为蛋白胨和牛肉膏，无机氮源为硫酸铵，无机盐为磷酸盐。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：以每L发酵培养基计，碳源的用量为20-60g，有机氮源的用量为1-20g，无机氮源的用量为0.1-10g，无机盐的用量为0-10g，维生素的用量为0-0.2g，发酵培养基的初始pH为5.5-8.5。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：以每L发酵培养基计，碳源的用量为40-50g，有机氮源的用量为10-18g，无机氮源的用量为0.5-5g，无机盐的用量为2.5-5g，维生素的用量为0.04-0.12g，发酵培养基的初始pH为6-8。
8.根据权利要求1、3、4、5或7所述的方法，其特征在于：种子培养基和发酵培养基的成分相同，固体培养基通过在液体培养基中加入1wt%-2wt%的琼脂制得。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：碳酸钙的加入量为1-3g/L。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：为了进一步提高丁醇的产量和收率，在发酵培养基中加入醋酸钠，醋酸钠的加入量为1-5g/L。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：醋酸钠的加入量为2-4g/L。
12.根据权利要求1、3、4、5或7所述的方法，其特征在于：种子液接种量为发酵培养基体积的2%-20%。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：种子液接种量为发酵培养基体积的5%-15%。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发酵培养在厌氧条件下或者在兼氧条件下进行。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的发酵条件为：发酵温度为20-42℃，搅拌速度为50-200rpm，发酵初始阶段pH 5.5-8.5，发酵时间为48-120h。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：发酵温度为32-38℃，搅拌速度为50-100rpm，发酵初始阶段pH 6-8，发酵时间为60-80h。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发酵培养为批次发酵、批次补料发酵、连续发酵、原位萃取发酵或气体原位抽提发酵。
CN201710218605.1A 2017-04-05 2017-04-05 一种发酵生产丁醇的方法 Active CN108690853B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710218605.1A CN108690853B (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种发酵生产丁醇的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710218605.1A CN108690853B (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种发酵生产丁醇的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108690853A CN108690853A (zh) 2018-10-23
CN108690853B true CN108690853B (zh) 2021-10-08

Family

ID=63842745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710218605.1A Active CN108690853B (zh) 2017-04-05 2017-04-05 一种发酵生产丁醇的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108690853B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108690853B (zh) * 2017-04-05 2021-10-08 中国石油化工股份有限公司 一种发酵生产丁醇的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102174433A (zh) * 2011-01-18 2011-09-07 南京工业大学 一株高抗逆性贝氏梭菌及其应用
WO2012021678A2 (en) * 2010-08-12 2012-02-16 The Administrators Of The Tulane Educational Fund Isolated bacteria, methods for use, and methods for isolation
CN102439161A (zh) * 2009-02-23 2012-05-02 尤金·T·巴特勒三世 连续单反应釜发酵合成丁醇
EP2740799A2 (de) * 2012-12-07 2014-06-11 EADS Deutschland GmbH Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffen unter Verwendung von Algen und Pansen-Mikroorganismen
CN104651416A (zh) * 2015-02-09 2015-05-27 江苏联海生物科技有限公司 一种利用甜高粱同步生产生物丁醇和纳米纤维素的方法
CN106467919A (zh) * 2015-08-17 2017-03-01 中国石油化工股份有限公司 一种提高丁醇发酵总溶剂产量的方法
CN106554931A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 中国石油化工股份有限公司 一株拜氏羧菌及其应用
CN107299120A (zh) * 2017-08-25 2017-10-27 哈尔滨工业大学 一种提高厌氧细菌产丁醇活性的方法
CN108118071A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 中国石油化工股份有限公司 一种提高发酵生产丁醇产量的方法
CN108690853A (zh) * 2017-04-05 2018-10-23 中国石油化工股份有限公司 一种发酵生产丁醇的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102439161A (zh) * 2009-02-23 2012-05-02 尤金·T·巴特勒三世 连续单反应釜发酵合成丁醇
WO2012021678A2 (en) * 2010-08-12 2012-02-16 The Administrators Of The Tulane Educational Fund Isolated bacteria, methods for use, and methods for isolation
CN102174433A (zh) * 2011-01-18 2011-09-07 南京工业大学 一株高抗逆性贝氏梭菌及其应用
EP2740799A2 (de) * 2012-12-07 2014-06-11 EADS Deutschland GmbH Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffen unter Verwendung von Algen und Pansen-Mikroorganismen
CN104651416A (zh) * 2015-02-09 2015-05-27 江苏联海生物科技有限公司 一种利用甜高粱同步生产生物丁醇和纳米纤维素的方法
CN106467919A (zh) * 2015-08-17 2017-03-01 中国石油化工股份有限公司 一种提高丁醇发酵总溶剂产量的方法
CN106554931A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 中国石油化工股份有限公司 一株拜氏羧菌及其应用
CN108118071A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 中国石油化工股份有限公司 一种提高发酵生产丁醇产量的方法
CN108690853A (zh) * 2017-04-05 2018-10-23 中国石油化工股份有限公司 一种发酵生产丁醇的方法
CN107299120A (zh) * 2017-08-25 2017-10-27 哈尔滨工业大学 一种提高厌氧细菌产丁醇活性的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Acetate enhances solvent production and prevents degeneration in Clostridium beijerinckii BA101;CK Chen et al.;《Appl Microbiol Biotechnol》;19990831;第170-173页 *
Effect of acetate on molecular and physiological aspects of Clostridium beijerinckii NCIMB 8052 solvent production and strain degeneration;C K Chen et al.;《Appl Environ Microbiol》;19990228;第65卷(第2期);摘要，第501页左栏第1-2段，图2，表1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108690853A (zh) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106554931B (zh) 一株拜氏羧菌及其应用
CN106636226B (zh) 一种以木质纤维素为原料发酵制备丁醇的方法
US20240102058A1 (en) Caproate-producing bacterium with multiple substrate utilization capabilities and its applications
CN102174433B (zh) 一株高抗逆性贝氏梭菌及其应用
CN109486876A (zh) 一种发酵、提取和纯化苏氨酸的方法
CN104946576A (zh) 大肠杆菌基因工程菌及其构建方法和在生产丙酮酸中的应用
CN109355318A (zh) 一种发酵生产丁酸的方法
CN103571772A (zh) 一株新的产丁醇菌株及其生产丁醇的方法
CN106929548B (zh) 一种采用米曲霉发酵产苹果酸的工艺
CN110331174A (zh) 一种以石花菜为原料联产半乳糖酸和5-羟甲基-2-呋喃甲酸的方法
CN108690853B (zh) 一种发酵生产丁醇的方法
CN110004202B (zh) 一种微生物共培养催化碳水化合物合成己酸的方法
CN110283854B (zh) 一种发酵培养基及其应用和利用三孢布拉霉菌发酵制备番茄红素的方法
CN102174600B (zh) 一种连续发酵生产l-乳酸的方法
CN110964754B (zh) 一种降低产琥珀酸放线杆菌丁二酸发酵副产物比例的方法
Fu et al. Consolidated bioprocessing for butyric acid production from raw cassava starch by a newly isolated Clostridium butyricum SCUT620
CN105713932B (zh) 一种微生物发酵制备2,3-丁二醇的方法
CN112940889A (zh) 梭状芽孢杆菌在提高白酒丢糟酒质量中的用途
CN108300740B (zh) 一种制备l-苹果酸的方法
CN113528358A (zh) 一种法夫酵母补糖培养基及其进行高密度培养的方法和应用
CN105695520B (zh) 一种提高发酵法生产2-酮基-d-葡萄糖酸产量的方法
CN114214370B (zh) 一种提高曲霉产有机酸效率的方法
CN109136308B (zh) 一种提高发酵产聚唾液酸的方法及发酵液
CN103667147A (zh) 一株高阿魏酸抗逆性拜氏梭菌及其应用
CN115161242B (zh) 定向富集培养梭菌属微生物的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231009

Address after: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen

Patentee after: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp.

Patentee after: Sinopec (Dalian) Petrochemical Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen

Patentee before: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp.

Patentee before: DALIAN RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM AND PETROCHEMICALS, SINOPEC Corp.

TR01 Transfer of patent right