專利名稱：一種提高丙酸生產(chǎn)強度的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵生產(chǎn)丙酸的工藝，特別是一種通過控制培養(yǎng)體系的溫度提 高丙酸生產(chǎn)強度的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
丙酸及其衍生物的用途十分廣泛，尤其在有機合成、食品、飼料、香料、涂料、染料、 醫(yī)藥等方面?？梢杂米鞣栏瘎⑾懔现虚g體、醫(yī)藥中間體以及有機合成的中間體，此外，還能 合成丙酸鹽和丙酸纖維素。丙酸有著巨大的應(yīng)用價值，其生產(chǎn)方法主要有微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法。由于 發(fā)酵法的總成本高于化學(xué)合成法，使得目前前者未能完全代替后者生產(chǎn)丙酸。但隨著全球 環(huán)保意識的不斷增強，近年來，越來越多的人們圍繞微生物發(fā)酵生產(chǎn)丙酸進行了大量研究 工作。目前的研究集中在提高丙酸產(chǎn)量(g/L)，主要通過優(yōu)化發(fā)酵過程中的參數(shù)，包括溶 解氧，碳源，PH值，金屬離子種類及濃度等。生產(chǎn)不能只單純的追求高產(chǎn)量(單位為g/L)， 而不顧產(chǎn)品的生產(chǎn)強度。生產(chǎn)強度是衡量產(chǎn)品經(jīng)濟性能的重要指標(biāo)，生產(chǎn)強度是指單位時 間內(nèi)單位罐體積的產(chǎn)物積聚量，對于化合物來說其因次為g/(L -h)。在發(fā)酵生產(chǎn)過程中，生 產(chǎn)強度、發(fā)酵周期制約著發(fā)酵工藝的應(yīng)用。因此，開發(fā)新的新的工藝，提高丙酸生產(chǎn)強度、探 討其應(yīng)用潛力勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高丙酸生產(chǎn)強度的生產(chǎn)工藝，利用本 發(fā)明使丙酸的生產(chǎn)強度提高45. 5% (0. 278vs 0. 191g/(L *h))，發(fā)酵時間縮短20% (150vs 120h)，丙酸產(chǎn)量能提高 16. 8% (28. 6vs 33. 4g/L)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為產(chǎn)酸丙酸桿菌(Propionibacterium acidipropionici)CGMCC 1. 2230制備成種子后，轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)基，在發(fā)酵前期(0_72h)，控 制溫度在37°C，從72h至發(fā)酵結(jié)束將溫度控制在30°C，每6個小時取樣測定丙酸含量，直到 發(fā)酵結(jié)束。所述種子培養(yǎng)基為(g/L)酵母粉10g，胰酶大豆肉湯5g，K2HP04 2. 5g，KH2P04 1. 5所述發(fā)酵培養(yǎng)基為(g/L):酵母粉10g，蛋白胨5g，K2HP042. 5g，KH2P041. 5g，甘油 50g。丙酸的測定方法(HPLC法)液相儀Agilent 1200液相儀色譜柱AgilentSB-Aq流速1.0mL/min檢測器DAD
柱溫35°C檢測波長210nm流動相19. 7g Na2HP04,10mL乙腈，溶于lOOOmL超純水，用磷酸調(diào)pH至2. 0。本發(fā)明提供的工藝提高了丙酸生產(chǎn)的經(jīng)濟指標(biāo)，工藝簡單，提高了丙酸的生產(chǎn)強 度，縮短了丙酸的生產(chǎn)時間，同時丙酸的產(chǎn)量也有明顯提高，在丙酸的生物生產(chǎn)商具有誘人 的工業(yè)應(yīng)用前景。
具體實施例方式對比例1.種子活化將保藏的甘油管菌種產(chǎn)酸丙酸桿菌(P. acidipropionici)CGMCC 1. 2230，按照1 %的接種量接種于厭氧瓶中(250mL厭氧瓶裝200mL種子培養(yǎng)基)，用真空泵 將厭氧瓶抽氣后，置于30°C培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)48h。2.發(fā)酵罐培養(yǎng)將培養(yǎng)至對數(shù)期的種子按照10%接種量接種于7L發(fā)酵罐(裝液 量4L)中發(fā)酵，發(fā)酵溫度30°C，通過流加10% (w/v)的Ca(OH) 2將pH維持在7.0，攪拌轉(zhuǎn)速 200rpm,每6個小時取樣測定丙酸含量，計算生產(chǎn)強度，每次取樣前后間歇通入氮氣維持厭 氧環(huán)境，所得數(shù)據(jù)見表1。實施例1.種子培養(yǎng)方式將保藏的甘油管菌株產(chǎn)酸丙酸桿菌(P. acidipropionici) CGMCC1. 2230，種按照1 %的接種量接種于厭氧瓶中(250mL厭氧瓶裝200mL種子培養(yǎng)基)，
用真空泵將厭氧瓶抽氣后，置于30°C培養(yǎng)箱靜置培養(yǎng)48h。2.發(fā)酵罐培養(yǎng)條件將培養(yǎng)至對數(shù)期的種子按照10%接種量接種于7L發(fā)酵罐 (裝液量4L)中發(fā)酵，通過流加10% (w/v)的Ca(0H)2將pH維持在7.0，攪拌轉(zhuǎn)速200rpm， 發(fā)酵采取變溫控制策略，在前72h控制在37°C，72h時改為30°C，每6個小時取樣測定丙酸 含量，計算生產(chǎn)強度，每次取樣前后間歇通入氮氣維持厭氧環(huán)境，所得數(shù)據(jù)見表1。表1對照組與實施例發(fā)酵過程參數(shù)比較
初始甘油發(fā)酵溫度發(fā)酵時間甘油利用率丙酸產(chǎn)量生產(chǎn)強度 濃度(°C)(h)(。/。)(g/L) (g/(L h))
_(g/L)_
對照組 503015099 528 6 0. 191 ~
實施例 5037-3012099.333.4 0.278
權(quán)利要求
一種提高丙酸生產(chǎn)強度的生產(chǎn)工藝，其特征是在產(chǎn)酸丙酸桿菌(Propionibacteriumacidipropionici)CGMCC 1.2230發(fā)酵生產(chǎn)丙酸的過程中，控制發(fā)酵體系的溫度在發(fā)酵初始階段0-72h為37℃；72h后發(fā)酵溫度維持在30℃，一直維持到發(fā)酵結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述發(fā)酵生產(chǎn)丙酸的過程的培養(yǎng)基成分如 下酵母粉 10g/L，蛋白胨 5g/L，K2P042. 5g/L，KH2P041. 5g/L，甘油 50g/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高丙酸生產(chǎn)強度的生產(chǎn)工藝，在發(fā)酵的前期(0-72h)將發(fā)酵溫度控制在37℃；從72h到發(fā)酵結(jié)束控制在30℃。在此策略的控制下，丙酸的生產(chǎn)強度提高45.5％(0.278 vs 0.191g/(L·h))，發(fā)酵時間縮短20％(150 vs 120h)，丙酸產(chǎn)量能提高16.8％(28.6vs 33.4g/L)。利用此策略生產(chǎn)的丙酸可用于食品、化工等領(lǐng)域，此策略對其他發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)具有及其重要的意義。
文檔編號C12R1/01GK101831465SQ20101013560
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者劉龍, 堵國成, 姜藜藜, 朱云峰, 李平順, 李江華, 陳堅 申請人:江南大學(xué)