CN110950975A - 一种微生物发酵合成过程绿色化的方法 - Google Patents

一种微生物发酵合成过程绿色化的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110950975A
CN110950975A CN201911143212.4A CN201911143212A CN110950975A CN 110950975 A CN110950975 A CN 110950975A CN 201911143212 A CN201911143212 A CN 201911143212A CN 110950975 A CN110950975 A CN 110950975A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fermentation
synthesis process
microbial
greening
bio
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.)
Pending
Application number
CN201911143212.4A
Other languages
English (en)
Inventor
贠军贤
戴晨
沈绍传
张颂红
高云玲
张玮
祝铃钰
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.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
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 Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201911143212.4A priority Critical patent/CN110950975A/zh
Publication of CN110950975A publication Critical patent/CN110950975A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
    • C08B37/0084—Guluromannuronans, e.g. alginic acid, i.e. D-mannuronic acid and D-guluronic acid units linked with alternating alpha- and beta-1,4-glycosidic bonds; Derivatives thereof, e.g. alginates
    • 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
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种微生物发酵合成过程绿色化的方法。该方法利用能降解且能交联或聚合的食品级天然生物材料，对微生物发酵合成过程产生的发酵溶液进行交联、结晶致孔和聚合反应，同时对发酵过程的得到的微生物细胞烘干，分别制成为能用于工业领域的生物基产品，使发酵合成过程无发酵废液排放，实现绿色化。本发明由于采用天然食品级生物材料，生物相容性好、安全性优良，能使酵母或乳杆菌微生物的发酵合成过程实现绿色化，实现微生物合成过程的零排放，所得生物基产品能用于其它工业过程，操作简单，工业放大容易，在微生物合成、生物制药、生物材料、生物化工与环保、食品工业、能源生物技术和环境生物技术等许多工业领域，具有广泛的应用前景。

Description

一种微生物发酵合成过程绿色化的方法
技术领域
本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种微生物发酵合成过程绿色化的方法。
背景技术
在生物制药、生物材料、生物化工与环保、食品工业、能源生物技术和环境生物技术等许多工业领域，利用微生物发酵合成或转化合成目标产物，比传统化学法合成具有安全性好、合成过程温和、无需高压或高温操作、以可再生资源为底物以及过程可持续优良等诸多优点，成为当前国内外的重要发展方向。
然而，微生物发酵过程中产出大量的发酵液和菌体，直接排放会造成环境污染，难以实现过程的绿色化，成为限制微生物发酵合成过程工业化应用的障碍。其资源化和绿色化成为当前诸多工业领域急需研究解决的难题。
晶胶技术的出现，为解决生物分离、微生物转化、发酵合成及细胞培养过程中的诸多难题提供了崭新的方向。但是，其在微生物合成过程的绿色化方面，尚没有开展研究探索和应用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的是提供一种基于晶胶相关技术的微生物发酵合成过程绿色化的方法。
本发明采用的技术方案是：
一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于所述的方法是利用能降解且能交联或聚合的食品级天然生物材料，对微生物发酵合成过程产生的发酵溶液进行交联、结晶致孔和聚合反应，并对发酵过程的细胞烘干，制备成为能用于工业领域的生物基产品，从而使发酵合成过程无发酵废液排放，实现过程的绿色化，所述发酵溶液由以下方法得到：以微生物进行发酵合成，灭菌后分离产物，将所得发酵液进行固液分离，得到微生物细胞和发酵溶液
进一步，所述的一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于所述方法的步骤如下：1）将微生物发酵过程所得发酵液进行灭菌，对分离产物后的发酵液进行固液分离，得到微生物细胞和发酵溶液；2）向发酵溶液中加入可降解且可交联或聚合的食品级天然生物材料，对发酵溶液进行交联、结晶致孔和聚合反应，得到可用于工业领域的生物基产品A；3）对发酵过程的细胞烘干，得到可用于工业领域的生物基产品B。
进一步，所述的一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于所述的微生物发酵合成过程为酵母或乳杆菌发酵合成过程。
进一步，所述的一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于所述的可交联或聚合的食品级天然生物材料为可交联或聚合的海藻多糖。
进一步，所述的一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于所述的方法同时得到了两种生物基产品：生物基产品A和生物基产品B。
进一步，所述的一种微生物发酵合成过程绿色化方法的步骤，其特征在于所述步骤2）中的生物材料的加量为发酵液质量的0.5~5%，交联、结晶致孔和聚合反应温度为-20~50℃，反应时间0.5~24h；步骤2）中的微生物细胞烘干温度为50~70℃。
更进一步，所述的一种微生物发酵合成过程绿色化方法的步骤，其特征在于所述步骤2）中的生物基产品A为复合晶胶材料；步骤2）中的生物基产品B为酵母或乳杆菌的菌粉。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明提供的方法，采用天然食品级生物材料，生物相容性好、生物安全性优良，过程简单、工业放大容易、无污染，可以实现微生物合成过程的零排放；
（2）本发明提供的方法，可以同时得到两种生物基产品，所得生物基产品可以用于其它工业过程；使酵母或乳杆菌等微生物的发酵合成过程实现绿色化，无发酵废液排放；
（3）本发明提供的方法，可以实现大规模生产，在微生物合成、生物制药、生物材料、生物化工与环保、食品工业、能源生物技术和环境生物技术等许多工业领域，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
在10 L微生物反应器内，以酵母在35℃进行发酵合成，发酵结束后在125℃灭菌20min，分离目标产物，将所得8 kg发酵液进行沉降分离，得到约0.1 kg酵母湿细胞和7.9 kg发酵溶液；向所得发酵溶液中加入0.004kg海藻多糖，结晶致孔和聚合反应12 h，反应温度-20~15℃，得到约8 kg复合晶胶材料生物基产品；同时，将所得酵母湿细胞在50~60℃下烘干，得到约0.04 kg菌粉生物基产品。酵母微生物发酵过程废液和固体废物为零排放，无污染，所得生物基产品用于环境生物技术与工程领域，实现了发酵合成过程的绿色化。
实施例2
在10 L微生物反应器内，以乳杆菌在30℃进行发酵合成，发酵结束后在121℃灭菌20min，分离目标产物，将所得5 L发酵液进行离心分离，得到约0.5 kg乳杆菌湿细胞和4.5 L发酵溶液；向所得发酵溶液中加入海藻多糖，结晶致孔和聚合反应0.5 h，反应温度-15~5℃，得到约5 kg复合晶胶材料生物基产品；同时，将所得酵母湿细胞在60~70℃下烘干，得到约0.15 kg菌粉生物基产品。乳杆菌微生物发酵过程废液和固体废物为零排放，无污染，所得生物基产品用于环境生物技术与工程领域，实现了发酵合成过程的绿色化。
实施例3
在200 L微生物反应器内，以酵母在30~35℃进行发酵合成，升温至100~130℃灭菌20min，分离目标产物，将所得200 L发酵液进行沉降分离，得到约20 kg酵母湿细胞和180 L发酵溶液；向所得发酵溶液中加入海藻多糖，交联和聚合反应24 h，反应温度30~50℃，得到约181 kg复合晶胶材料生物基产品；同时，将所得酵母湿细胞在55~70℃下烘干，得到约2 kg菌粉生物基产品。酵母微生物发酵过程废液和固体废物为零排放，无污染，所得生物基产品用于环境生物技术与工程领域，实现了发酵合成过程的绿色化。
实施例4
在50 L微生物反应器内，以乳杆菌在30℃进行发酵合成，发酵结束后升温至100~130℃灭菌30 min，分离目标产物，将所得30 L发酵液进行沉降分离，得到约3 kg乳杆菌湿细胞和27 L发酵溶液；向所得发酵溶液中加入海藻多糖，交联和聚合反应24 h，反应温度20~40℃，结晶致孔和聚合反应3 h，得到约28 kg复合晶胶材料生物基产品；同时，将所得酵母湿细胞在50~55℃下烘干，得到约1 kg菌粉生物基产品。乳杆菌微生物发酵过程废液和固体废物为零排放，无污染，所得生物基产品用于环境生物技术与工程领域，实现了发酵合成过程的绿色化。

Claims (6)

1.一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于所述的方法是利用能降解且能交联或聚合的食品级天然生物材料，对微生物发酵合成过程产生的发酵溶液进行交联、结晶致孔和聚合反应，同时对发酵过程的得到的微生物细胞烘干，分别制成为能用于工业领域的生物基产品，使发酵合成过程无发酵废液排放，实现绿色化。
2.根据权利要求1所述的一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）将微生物发酵合成过程所得发酵液进行灭菌，对分离产物后的发酵液进行固液分离，得到微生物细胞和发酵溶液；
2）向发酵溶液中加入能降解且能交联或聚合的食品级天然生物材料，对发酵溶液进行交联、结晶致孔和聚合反应，得到能用于工业领域的生物基产品A；
3）对发酵过程的得到的微生物细胞烘干，得到能用于工业领域的生物基产品B。
3.根据权利要求1或2所述的一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于微生物发酵合成过程为酵母或乳杆菌发酵合成过程。
4.根据权利要求1所述的一种微生物发酵合成过程绿色化的方法，其特征在于能交联或聚合的食品级天然生物材料为能交联或聚合的海藻多糖。
5.根据权利要求2所述的一种微生物发酵合成过程绿色化方法的步骤，其特征在于所述步骤2）中的生物材料的加量为发酵液质量的0.5~5%，交联、结晶致孔和聚合反应温度为-20~50℃，反应时间0.5~24h；步骤2）中的微生物细胞烘干温度为50~70℃。
6.根据权利要求2所述的一种微生物发酵合成过程绿色化方法的步骤，其特征在于所述步骤2）中的生物基产品A为复合晶胶材料；生物基产品B为酵母或乳杆菌的菌粉。
CN201911143212.4A 2019-11-20 2019-11-20 一种微生物发酵合成过程绿色化的方法 Pending CN110950975A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911143212.4A CN110950975A (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种微生物发酵合成过程绿色化的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911143212.4A CN110950975A (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种微生物发酵合成过程绿色化的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110950975A true CN110950975A (zh) 2020-04-03

Family

ID=69978096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911143212.4A Pending CN110950975A (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种微生物发酵合成过程绿色化的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110950975A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1840675A (zh) * 2006-02-08 2006-10-04 沈阳农业大学 乳酸菌发酵法生产高活性大豆低聚糖工艺
CN101948822A (zh) * 2010-05-24 2011-01-19 南京林业大学 一种胶乳凝胶固定化细胞的新工艺
CN103266152A (zh) * 2013-05-16 2013-08-28 保龄宝生物股份有限公司 一种利用固定化海藻糖合成酶生产海藻糖的方法
CN108384729A (zh) * 2018-01-15 2018-08-10 浙江工业大学 一种微生物细胞晶胶及其制备方法和应用
CN110343642A (zh) * 2019-08-07 2019-10-18 汉臣氏（沈阳）儿童制品有限公司 一种发酵乳杆菌及其冻干粉的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1840675A (zh) * 2006-02-08 2006-10-04 沈阳农业大学 乳酸菌发酵法生产高活性大豆低聚糖工艺
CN101948822A (zh) * 2010-05-24 2011-01-19 南京林业大学 一种胶乳凝胶固定化细胞的新工艺
CN103266152A (zh) * 2013-05-16 2013-08-28 保龄宝生物股份有限公司 一种利用固定化海藻糖合成酶生产海藻糖的方法
CN108384729A (zh) * 2018-01-15 2018-08-10 浙江工业大学 一种微生物细胞晶胶及其制备方法和应用
CN110343642A (zh) * 2019-08-07 2019-10-18 汉臣氏（沈阳）儿童制品有限公司 一种发酵乳杆菌及其冻干粉的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
国家药典委员会: "《各国药用辅料标准对比手册 第1册》", 31 March 2016, 中国医药科技出版社 *
姜军平 等: "《农副产品深加工 实用生物化工技术》", 31 December 2000, 西安交通大学出版社 *
马振友 等: "《皮肤美容化妆品制剂手册 第2版》", 31 January 2015, 中医古籍出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Maslova et al. Production of various organic acids from different renewable sources by immobilized cells in the regimes of separate hydrolysis and fermentation (SHF) and simultaneous saccharification and fermentation (SFF)
US20100203608A1 (en) Method for the conversion of biomass from renewable raw materials in anaerobic fermenters
Schmidt et al. Production of lactic acid from wastepaper as a cellulosic feedstock
AU2020100873A4 (en) The Method For Improving The Biogas Production Performance Of Wet Anaerobic Digestion Of Straw By Micro Comminution Pretreatment
CN102061316A (zh) 长碳链二元酸的生产方法
CN108148208B (zh) 一种土壤改良用水凝胶及其制备方法及其应用
CN108192034A (zh) 高吸水性γ-聚谷氨酸水凝胶材料的制备方法
CN104673851A (zh) 一种利用食用菌菌渣固体发酵产γ-聚谷氨酸的方法
CN102732451A (zh) 复合菌种混合发酵工艺
Liu et al. Production of bioethanol from Napier grass via simultaneous saccharification and co-fermentation in a modified bioreactor
US11795484B2 (en) Method for preparing crude polysaccharide based on fermentation of corn stover and dried bean curd residue by Cordyceps militaris
Feng et al. Efficient production of poly‐γ‐glutamic acid from cane molasses by Bacillus subtilis NX‐2 immobilized on chemically modified sugarcane bagasse
CN101705260A (zh) 惰性载体固态发酵法生产γ-聚谷氨酸的方法
CN113462732A (zh) 一种配比稳定的甲壳素萃取工艺
CN103695525B (zh) 一种水热处理提高餐厨垃圾乳酸发酵产率的方法
CN110950975A (zh) 一种微生物发酵合成过程绿色化的方法
CN105543297A (zh) 产氢菌与真养产碱杆菌联合转化生物质和co2制备聚羟基脂肪酸酯的方法
CN106929547B (zh) 一种利用稻草高效联产甲烷和乙醇的方法
CN102363794A (zh) 一种酶解餐厨垃圾强化暗发酵产氢的方法
CN110408658A (zh) 一种利用白酒废水作为基质生产聚羟基烷酸酯的方法
Wittlich et al. Entrapment in LentiKats®: Encapsulation of various biocatalysts—bacteria, fungi, yeast or enzymes into polyvinyl alcohol based hydrogel particles
CN105038167A (zh) 一种藻蛋白/聚乳酸生物可降解共混材料及其制备方法
CN102532416A (zh) 秸秆氧化接枝制备土壤保水改良剂的方法
CN114455997A (zh) 一种基于水热碳化法制备生物炭基肥的方法
CN109762769B (zh) 一种厌氧秸秆降解菌剂及其制备方法和应用

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200403

RJ01 Rejection of invention patent application after publication