專利名稱：一種生產(chǎn)丁二醇的方法
一種生產(chǎn)丁二醇的方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)2，3-丁二醇技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種生產(chǎn)丁二醇的方法。背景技術(shù)：
2，3-丁二醇0，3-butanediol，簡稱BD，下同)廣泛應(yīng)用于化工、食品以及航空航 天等各個領(lǐng)域，其熱值27200kJ/kg，同乙醇Q9100kJ/kg)接近，可用作燃料，還可用來制 備聚合物、油墨、香水、防凍劑、香熏劑、增濕劑、炸藥以及藥物的手性載體等。它脫水成甲 乙酮，可用作樹脂、油漆的溶劑；脫水成丁二烯，可用于合成橡膠；它還可以代替1，4 丁二 醇，用于聚酯和聚亞安酯的合成；同甲乙酮縮合并進行加氫形成辛烷，可用來生產(chǎn)高級航空 用油。2，3-丁二醇與乙酸反應(yīng)生成2，3-丁二醇二乙酸酯，此酯類可加到奶油中改善風(fēng)味； 在我國2，3_ 丁二醇還被添到白酒中，以改善白酒的風(fēng)味。目前的生物技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)工業(yè)的發(fā)酵體積已位居世界前3位，每年產(chǎn)生的廢菌體 已達500萬噸，生產(chǎn)如此巨量的廢菌體需消耗大量能源(電、熱、水等)和資源(糧食資源、 有機和無機氮等)，而限于我國當前的行業(yè)整體水平，這些廢菌體的回收利用和環(huán)保處理水 平低下，其結(jié)果是造成能源和資源的極大浪費和嚴重的環(huán)境污染。我國經(jīng)濟發(fā)展的目標是促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，因此，資源的回收利用極為重要。 資源短缺、環(huán)境惡化和人口增加，三因素迭加已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟社會穩(wěn)定、快速發(fā)展的 最大制約力。因而國家提出，“十一五”期間節(jié)能減排目標是單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低 20%左右、主要污染物排放總量減少10%，這是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選 擇；是推進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變增長方式的必由之路。回收發(fā)酵液中的粘質(zhì)沙雷氏菌的菌體，不僅可以顯著提高發(fā)酵生產(chǎn)2，3_ 丁二醇 的生產(chǎn)率(縮短發(fā)酵時間)、主要生物質(zhì)碳源的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物產(chǎn)量，還可以大大減少菌體排 放對環(huán)境的污染問題。大量微生物菌體在失活后被用來當做肥料，可以通過液體直接形成肥料，也可以 是固體底物的堆積肥料；還有些菌體常被作為廢物處理，在污水處理廠中分解，或是被燃燒。目前回收利用菌體的方法主要有破壁提取菌體可溶性成分，作為微生物培養(yǎng)的 培養(yǎng)基成分，其中包括機械破碎法和菌體自溶法；利用活菌體，即生產(chǎn)過程直接回收利用活 菌體。如啤酒生產(chǎn)中酵母的部分回收利用；環(huán)境保護中活性污泥的回收利用。前者研究的比較多，主要有⑴德國比勒費爾德大學(xué)研究了克雷伯氏菌的發(fā)酵 和大腸桿菌B-3996的重組株發(fā)酵生產(chǎn)L-蘇氨酸過程中的菌體回收利用，用高壓勻漿法和 蛋白酶處理法來降解和溶解細菌菌體細胞，處理后的菌體以培養(yǎng)基的形式被放回原過程中 進行再利用；( 生產(chǎn)工業(yè)酶和抗生素等產(chǎn)品的需氧過程中產(chǎn)生了大量的廢菌體，可把這 些菌體用做飼料和食物成分，或是作為發(fā)酵培養(yǎng)基的成分，將細菌的細胞分解，可溶的部分 與不可溶的殘留物分離，對生產(chǎn)堿性蛋白酶的地衣芽孢桿菌菌體和生產(chǎn)核黃素的枯草芽孢 桿菌進行洗滌和濃縮，再進行菌體的自溶或加酶增加其自溶能力，但通過自溶，蛋白質(zhì)的完全水解是不可能的，所以提取物的進一步處理很必要；(3)菌體循環(huán)作為改進藻類培養(yǎng)系 統(tǒng)能量效率的一種方法藻類的培養(yǎng)是通過增加碳源來實現(xiàn)的，既能代替又能補充光，水解 藻類菌體能作為這些藻類生長的碳源和能源，在閉合系統(tǒng)中這個循環(huán)過程很重要；(4)生 產(chǎn)丁醇和丙酮的丙酮丁醇梭菌菌體的回收利用此發(fā)酵過程可為連續(xù)和分批培養(yǎng)，將培養(yǎng) 基放入超濾區(qū)，則包含菌體的殘留物部分循環(huán)進入發(fā)酵區(qū)，從而進行循環(huán)利用；(5)將菌體 進行干燥，干燥后回收的菌體與生產(chǎn)過程的菌體混合；(6)啤酒生產(chǎn)中酵母的部分回收利 用啤酒發(fā)酵后，大量的泥狀酵母可制成干燥酵母，既可壓成片狀供藥用，也可做為飼料的 添加劑，提高飼料的營養(yǎng)成份。活菌體的利用實例主要有(1)啤酒生產(chǎn)中的酵母，除了破壁利用，還可以回收利 用其活菌體，繼續(xù)釀造啤酒；(2)環(huán)境保護中，處理污水時，常用活細菌、原生動物和其他微 生物的凝絮團吸附、分解有機物或毒素，這種活性污泥常被回收再利用。華東理工大學(xué)(本申請人)公開了一種發(fā)酵生產(chǎn)2，3_ 丁二醇的方法，中國公開號 CN1884560，將粘質(zhì)沙雷氏菌種子液接種于培養(yǎng)基中，通入空氣，攪拌，RQ控制在0. 9 1. 2 之間；然后補入產(chǎn)物促進因子，補充蔗糖水溶液和氨基酸水溶液，RQ控制在1. 5 1. 8之 間；最后補入蔗糖水溶液將RQ控制在1. 9 2. 2之間，發(fā)酵培養(yǎng)，即獲得含有2，3- 丁二醇 的發(fā)酵培養(yǎng)液。利用粘質(zhì)沙雷氏菌發(fā)酵生產(chǎn)2，3_ 丁二醇已有很大進展，但是發(fā)酵生產(chǎn)過程 中產(chǎn)生的大量菌體的排放不僅是一個嚴重的環(huán)境問題，而且還導(dǎo)致大量碳源氮源等生物質(zhì) 資源的流失，對節(jié)能減排帶來壓力?，F(xiàn)存的回收利用菌體可溶性成分的方法均為資源回收利用的有效方法，但是，這 個過程常包含溶解、過濾、分離和干燥等不可缺少的階段，因此也會造成資源能源的浪費， 不能實現(xiàn)節(jié)能減排的最終目的；而回收利用活菌體的實例目前研究的比較少，因此，回收利 用活菌體來提高產(chǎn)物產(chǎn)量、提高生物質(zhì)資源利用率和減少能源消耗是本領(lǐng)域迫切需要研究 發(fā)展的新方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)丁二醇的方法，以提高生 物質(zhì)資源利用率、減少能源消耗和促進清潔生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的(1)采用種子培養(yǎng)基活化粘質(zhì)沙雷氏菌種子培養(yǎng)基中的組分按重量百分比為葡萄糖0.5 1.5%，酵母粉0.01 1%， 蛋白胨0. 01 1 %，硫酸銨0. 1 1 %，磷酸二氫鉀30 50 %，氯化鈉0. 01 0. 1 %，硫 酸鎂0. 01 0. 1%，水為余量；滅菌后接種前用無菌的氫氧化鈉溶液將搖瓶種子液調(diào)至PH 6. 5 7. 8，把甘油管保藏的種子接入種子培養(yǎng)基中；在溫度為28 32°C，轉(zhuǎn)速185 195r/ min，搖瓶培養(yǎng)12小時(h)，以5%的接種量轉(zhuǎn)接一次，同樣的條件下?lián)u瓶培養(yǎng)，搖瓶的裝液 量為500ml三角瓶裝50ml種子液；所述的粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratia marcescens)是由中國工業(yè)微生物菌種保藏管理 中心提供的，編號為粘質(zhì)沙雷氏菌CICC10187 ；所述的溫度優(yōu)選為30°C，轉(zhuǎn)速優(yōu)選為190r/min ；所述的種子培養(yǎng)基中的組分按重量百分比優(yōu)選為，葡萄糖1 %，酵母粉0. 1 %，蛋白胨0. 2 %，硫酸銨0.6%，磷酸二氫鉀41 %，氯化鈉0.05%，硫酸鎂0. 05 %，水57 % ；滅菌 后接種前用無菌的氫氧化鈉溶液將搖瓶種子液調(diào)至PH值優(yōu)選為7. 2 ；(2)在搖瓶培養(yǎng)中，搖瓶的裝液量為500ml三角瓶裝50ml發(fā)酵液，搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基 中的組分按重量百分比為蔗糖8 10%，蔗糖單獨配制以及單獨滅菌，蛋白胨1 3%，酵 母粉0. 1 1%，檸檬酸0. 1 2%，硫酸錳0. 001 0. 1%，磷酸二氫鉀0.01 0. 1%，硫 酸鎂0. 01 0. 1 %，硫酸亞鐵0. 00001 0. 01 %，水為余量；滅菌前用氫氧化鈉溶液將發(fā)酵 液調(diào)至PH為6. 5 7. 8 ；將種子液以4 6%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)；發(fā)酵過程 中后期以45 55%的蔗糖水溶液補料，使發(fā)酵液中蔗糖的濃度控制在0 20g/l，0 1 補入干重為0 1. 2g的菌體，pH在9小時時調(diào)至5. 8 6. 2，通過硫酸溶液和氫氧化鈉溶 液維持pH在5. 8 6. 2，在溫度為28 32°C，轉(zhuǎn)速185 195r/min，進行下發(fā)酵培養(yǎng)30 38小時，可得含有2，3- 丁二醇的發(fā)酵培養(yǎng)液；所述的搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基中的組分按重量百分比優(yōu)選為，蔗糖9 %，蔗糖單獨配制以 及單獨滅菌，蛋白胨2%，酵母粉0. 5%，檸檬酸1 %，硫酸錳0. 01 %，磷酸二氫鉀0. 05%，硫 酸鎂0.05%，硫酸亞鐵0. 002 %，水87. 388 % ；滅菌前用氫氧化鈉溶液將發(fā)酵液調(diào)至pH值 優(yōu)選為7. 2 ；所述的溫度優(yōu)選為30°C，轉(zhuǎn)速優(yōu)選為190r/min ；在3. 7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)中，發(fā)酵罐裝液量為3. 7L裝發(fā)酵液1. 8L，3. 7L生物反應(yīng) 器發(fā)酵培養(yǎng)基中的組分按重量百分比為蔗糖5 15%，蔗糖單獨配制以及單獨滅菌，蛋 白胨1 3 %，酵母粉0. 1 1 %，檸檬酸0. 1 2 %，硫酸錳0. 001 0. 1 %，磷酸二氫鉀 0.01 0. 1%，硫酸鎂0.01 0. 1%，硫酸亞鐵0. 00001 0.01%，醋酸鉀0. 1 1%，硝 酸鈉0. 01 1%，水為余量；滅菌前用氫氧化鈉溶液將發(fā)酵罐中的發(fā)酵液調(diào)至PH為6. 5 7. 8 ；3. 7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)條件為發(fā)酵溫度為28 32°C，通氣流量0. 5 1. 5vvm,氣壓 0. 1 0. 2 ；轉(zhuǎn)速前6小時控制在450rpm,后每小時增加50轉(zhuǎn)，至10小時達到650rpm,維持 到18小時，18小時后每5小時降低50rpm，降低到400rpm時維持至發(fā)酵結(jié)束，蔗糖濃度通過 流加維持在4. 8 5. 2g/L ；15小時時補入干重為2g搖瓶菌體，pH在9小時時調(diào)至5. 8 6. 2，通過磷酸溶液和氫氧化鈉溶液維持pH在5. 8 6. 2，發(fā)酵培養(yǎng)37 50小時，可得含有 2，3-丁二醇的發(fā)酵培養(yǎng)液；所述的3. 7L生物反應(yīng)器發(fā)酵培養(yǎng)基中的組分按重量百分比優(yōu)選為，蔗糖9%，蔗 糖單獨配制以及單獨滅菌，蛋白胨2 %，酵母粉0.5%，檸檬酸1 %，硫酸錳0.01%，磷酸二氫 鉀0. 05 %，硫酸鎂0.05%，硫酸亞鐵0. 002 %，醋酸鉀0.6%，硝酸鈉0. 2 %，水86. 588 % ；滅 菌前用氫氧化鈉溶液將發(fā)酵罐中的發(fā)酵液調(diào)至PH值優(yōu)選為7. 2 ；所述的3. 7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)條件為發(fā)酵溫度優(yōu)選為30°C，通氣流量lvvm，氣壓 0. 15。在搖瓶和生物反應(yīng)器培養(yǎng)的具體反應(yīng)機理粘質(zhì)沙雷氏菌把蔗糖(sue)分解成葡 萄糖，葡萄糖作為唯一的碳源和能源物質(zhì)，通過糖酵解作用，葡萄糖代謝產(chǎn)生丙酮酸，丙酮 酸是一種重要的中間代謝產(chǎn)物，一分子丙酮酸和焦磷酸硫胺素(TPP)脫羧產(chǎn)生乙酰TPP，這 個化合物與另一分子丙酮酸縮合形成乙酰乳酸，乙酰乳酸在乙酰乳酸羧化酶的作用下形成 乙偶姻，最后在還原型輔酶(NADH)及2，3_ 丁二醇脫氫酶的作用下得到了 2，3_ 丁二醇，最 后一步是可逆的。
本發(fā)明一種生產(chǎn)丁二醇的方法的積極效果是(1)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)與對照組相比，添加組不僅提高了 2，3_ 丁二醇的產(chǎn)量，轉(zhuǎn)化率以 及生產(chǎn)能力，還在一定程度上解決了菌體污染和資源的回收利用問題；(2)本發(fā)明2，3_ 丁二醇生產(chǎn)過程與微生物生物質(zhì)循環(huán)利用的集成化方法的，可以 節(jié)能減排。
具體實施方式以下提供本發(fā)明一種生產(chǎn)丁二醇的方法的具體實施方式
。實施例1(1)粘質(zhì)沙雷氏菌的種子培養(yǎng)搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為M小時，12小時時轉(zhuǎn)接一次，培養(yǎng)溫度為30°C，190r/min， 培養(yǎng)基的組分和重量含量為葡萄糖；酵母粉0. 1% ；蛋白胨0.2% ； (NH4)2SO4 0.6% ； K2HPO4 1% ；NaCl 0. 05% ；MgSO4 0. 05% ；滅菌后接種前以 NaOH 溶液調(diào) pH 6.6 ；(2)發(fā)酵培養(yǎng)以5%的接種量(體積比)接種，搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為30°C，190r/min，培養(yǎng)基 的組分和重量含量為蔗糖(suC)9%，蔗糖單獨配制以及單獨滅菌；蛋白胨2% ；酵母粉 0. 5% ；檸檬酸 1% ；MnSO4 0. 01% ；KH2PO4 0. 05% ；MgSO4 0. 05% ；FeSO4 0. 002% ；以及余量 的水；滅菌前以NaOH溶液調(diào)pH為7. 5 ；搖瓶的裝液量為500ml三角瓶裝50ml發(fā)酵液；從9h 后，每 3h 用 4M/LNaOH 或 3M/LH3P04 調(diào) pH6. 0 ； 12h 時，分別在 0 組、A 組、B 組 和C組中加入發(fā)酵培養(yǎng)30h，干重為0g、0. 1233g、0. 2466g、0. 3699g的活菌體；從15h后，根 據(jù)其糖耗情況開始補糖，直到3 發(fā)酵結(jié)束。采用本發(fā)明，B組情況最佳，使得2，3-丁二醇產(chǎn)量達到65g/L，轉(zhuǎn)化率達0. 32g/ g sue，生產(chǎn)能力為1. 52g/L ；而對照組2，3-丁二醇產(chǎn)量為45. 08g/L，轉(zhuǎn)化率為0. 28g/g sue，生產(chǎn)能力為1. 25g/L · h。實施例2(1)粘質(zhì)沙雷氏菌的種子培養(yǎng)搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為M小時，12小時時轉(zhuǎn)接一次，培養(yǎng)溫度為30°C，190r/min， 培養(yǎng)基的組分和重量含量為葡萄糖；酵母粉0. 1% ；蛋白胨0.2% ； (NH4)2SO4 0.6% ； K2HPO4 1% ；NaCl 0. 05% ；MgSO4 0. 05% ；滅菌后接種前以 NaOH 溶液調(diào) pH 7.2 ；(2)發(fā)酵培養(yǎng)以5%的接種量(體積比)接種，搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為30°C，195r/min,培養(yǎng)基的 組分和重量含量為蔗糖9 %，蔗糖單獨配制以及單獨滅菌；蛋白胨2 % ；酵母粉0. 5 % ；檸檬 酸 ；MnSO4 0. 01% ；KH2PO4 0. 05% ；MgSO4 0. 05% ；FeSO4 0. 002% ；以及余量的水；滅菌 前以NaOH溶液調(diào)pH為7. 2 ；搖瓶的裝液量為500ml三角瓶裝50ml發(fā)酵液。同時進行兩批發(fā)酵，分別在9h和12h時，將部分菌體離心，添加到另一批發(fā)酵液中。具體如下O組Al組A2組A3組Bl組B2組B3組對照組9h添加菌 體 0.29g9h添加菌 體 0.58g9h添加菌 體 0.87g12h添加 菌體0.3 12h添加 菌體0.7g12h添加菌 體 1.05gpH在9h時調(diào)至6，通過H2SO4溶液和NaOH溶液維持pH在6. 2 ；根據(jù)其糖耗情況開 始補糖，直到3 發(fā)酵結(jié)束。采用本發(fā)明，A2組32h情況最佳，使得2，3_丁二醇產(chǎn)量達到69.38/1，轉(zhuǎn)化率達 0. 399g/g sue，生產(chǎn)能力為2. 17g/L · h ；而對照組2,3- 丁二醇產(chǎn)量為48. 6g/L，轉(zhuǎn)化率為 0. 324g/g sue，生產(chǎn)能力為 1. 52g/L · h。實施例3(1)粘質(zhì)沙雷氏菌的種子培養(yǎng)搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為M小時，12小時時轉(zhuǎn)接一次，培養(yǎng)溫度為30°C，190r/min， 培養(yǎng)基的組分和重量含量為葡萄糖；酵母粉0. 1% ；蛋白胨0.2% ； (NH4)2SO4 0.6% ； K2HPO4 1% ；NaCl 0. 05% ；MgSO4 0. 05% ；滅菌后接種前以 NaOH 溶液調(diào) pH 7.4;(2)發(fā)酵培養(yǎng)以5%的接種量(體積比)接種，搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為30°C，185r/min,培養(yǎng)基的 組分和重量含量為蔗糖9 %，蔗糖單獨配制以及單獨滅菌；蛋白胨2 % ；酵母粉0. 5 % ；檸檬 酸 ；MnSO4 0. 01% ；KH2PO4 0. 05% ；MgSO4 0. 05% ；FeSO4 0. 002% ；以及余量的水；滅菌 前以NaOH溶液調(diào)pH為7. 2 ；搖瓶的裝液量為500ml三角瓶裝50ml發(fā)酵液。同時進行兩批發(fā)酵，分別在1 和15h時，將部分菌體離心，添加到另一批發(fā)酵液中。具體如下O組Al組A2組Bl組B2組C組對照 組12h添加 干重為0.8g 的菌體12h添加干 重為1.2g 的菌體15h添加干 重為0.8g 的菌體15h添加干 重為1.2g 的菌體12h添加干重為0.4g 的菌體+15h添加干重 為0.4g的菌體pH在9h時調(diào)至6，通過&S04溶液和NaOH溶液維持pH在6. 0左右；根據(jù)其糖耗情 況開始補糖，直到3 發(fā)酵結(jié)束。采用本發(fā)明，B2組3 情況最佳，使得2，3- 丁二醇產(chǎn)量達到62. 06g/L，轉(zhuǎn)化率達 0. 344g/g sue，生產(chǎn)能力為1. 77g/L · h ；而對照組2,3- 丁二醇產(chǎn)量為44. 33g/L，轉(zhuǎn)化率為 0. 29g/g sue,生產(chǎn)能力為 1. 27g/L · h。實施例4(1)粘質(zhì)沙雷氏菌的種子培養(yǎng)挑平板上的單菌落進行搖瓶活化，共兩瓶，每瓶50ml，30°C，195轉(zhuǎn)/min活化12h ； 培養(yǎng)基的組分和重量含量為葡萄糖；酵母粉0. 1% ；蛋白胨0.2% ； (NH4)2SO4 0.6% ； K2HPO4 1% ；NaCl 0. 05% ；MgSO4 0. 05% ；滅菌后接種前以 NaOH 溶液調(diào) pH 7.2 ；(2)發(fā)酵培養(yǎng)8
利用3. 7L發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng)，接種量5%，發(fā)酵溫度30°C，轉(zhuǎn)速前他控制450rpm，后 每小時增加50轉(zhuǎn)，至IOh達到650rpm,維持到18h, 18h后每5h降低50rpm,降低到400rpm 時維持至發(fā)酵結(jié)束；pH在9h時調(diào)至6，通過H3POjP NaOH維持pH在6. 0 ；培養(yǎng)基的組分和重 量含量為蔗糖9%;蛋白胨2%;酵母粉0. 5%;檸檬酸l%;MnS04 0 . 00 7%;KH2P04 0 . 05%； KAc 0. 6% ；NaNO3O. 2% ；FeSO4 0. 002% ；MgSO4 0. 05% ；發(fā)酵罐起始裝液量為 3. 7L 發(fā)酵罐 裝1. 6L發(fā)酵培養(yǎng)基；通氣流量lvvm，氣壓0. 15。15. 5小時后開始流加補入蔗糖和氮源，到發(fā)酵結(jié)束，共補入100g/100ml的蔗糖 155ml，30g/100ml的酵母粉50ml。56小時發(fā)酵結(jié)束。2，3-丁二醇產(chǎn)量為95. 93g/L，轉(zhuǎn)化率 為 0. 1487g/g sue,生產(chǎn)能力為 1. 86g/L · h。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)丁二醇的方法，其特征在于，包括如下步驟，(1)采用種子培養(yǎng)基活化粘質(zhì)沙雷氏菌種子培養(yǎng)基中的組分按重量百分比為，葡萄糖0. 5 1. 5%，酵母粉0. 01 1 %，蛋 白胨0. 01 1 %，硫酸銨0. 1 1 %，磷酸二氫鉀30 50 %，氯化鈉0. 01 0. 1 %，硫酸 鎂0. 01 0. 1 %，水為余量；滅菌后接種前用無菌的氫氧化鈉溶液將搖瓶種子液調(diào)至pH6.5 7. 8，把甘油管保藏的種子接入種子培養(yǎng)基中；在溫度為28 32°C，轉(zhuǎn)速185 195r/ min條件下，搖瓶培養(yǎng)12小時，以5%的接種量轉(zhuǎn)接一次，同樣的條件下?lián)u瓶培養(yǎng)；(2)在搖瓶培養(yǎng)中，搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基中的組分按重量百分比為，蔗糖8 10%，蔗糖 單獨配制以及單獨滅菌，蛋白胨1 3%，酵母粉0. 1 1%，檸檬酸0. 1 2%，硫酸錳 0. 001 0. 1%，磷酸二氫鉀0.01 0. 1%，硫酸鎂0.01 0. 1%，硫酸亞鐵0. 00001 0. 01%，水為余量；滅菌前用氫氧化鈉溶液將發(fā)酵液調(diào)至PH為6. 5 7. 8 ；將種子液以4 6%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)；發(fā)酵過程中后期以45 55%的蔗糖水溶液補料，使 發(fā)酵液中蔗糖的濃度控制在0 20g/l，0 1 補入干重為0 1.2g的菌體，pH在9小 時時調(diào)至5. 8 6. 2，通過硫酸溶液和氫氧化鈉溶液維持pH在5. 8 6. 2，在溫度為28 320C，轉(zhuǎn)速185 195r/min，進行下發(fā)酵培養(yǎng)30 38小時，可得含有2，3- 丁二醇的發(fā)酵培 養(yǎng)液；在3. 7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)中，3. 7L生物反應(yīng)器發(fā)酵培養(yǎng)基中的組分按重量百分比為， 蔗糖5 15%，蔗糖單獨配制以及單獨滅菌，蛋白胨1 3%，酵母粉0. 1 1%，檸檬酸 0. 1 2%，硫酸錳0. 001 0. 1%，磷酸二氫鉀0.01 0. 1%，硫酸鎂0. 01 0. 1%，硫酸 亞鐵0. 00001 0. 01 %，醋酸鉀0. 1 1 %，硝酸鈉0. 01 1 %，水為余量；滅菌前用氫氧 化鈉溶液將發(fā)酵罐中的發(fā)酵液調(diào)至PH為6. 5 7. 8 ；3. 7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)條件為發(fā)酵溫度 為觀 32°C，通氣流量0. 5 1. 5vvm,氣壓0. 1 0. 2 ；轉(zhuǎn)速前6小時控制在450rpm，后每 小時增加50轉(zhuǎn)，至10小時達至Ij 650rpm,維持到18小時，18小時后每5小時降低50rpm,降 低到400rpm時維持至發(fā)酵結(jié)束，蔗糖濃度通過流加維持在4. 8 5. 2g/L ； 15小時時補入干 重為2g搖瓶菌體，pH在9小時時調(diào)至5. 8 6. 2，通過磷酸溶液和氫氧化鈉溶液維持pH在 5. 8 6. 2，發(fā)酵培養(yǎng)37 50小時，可得含有2，3- 丁二醇的發(fā)酵培養(yǎng)液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)丁二醇的方法，其特征在于，在其步驟為(1)中， 所述的種子培養(yǎng)基中的組分按重量百分比優(yōu)選為，葡萄糖1%，酵母粉0. 1%，蛋白胨0.2%,硫酸銨0.6%，磷酸二氫鉀41 %，氯化鈉0.05%，硫酸鎂0.05%，水57 % ；滅菌后接 種前用無菌的氫氧化鈉溶液將搖瓶種子液調(diào)至PH值優(yōu)選為7. 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)丁二醇的方法，其特征在于，在其步驟為(1)中，溫 度優(yōu)選為30°C，轉(zhuǎn)速優(yōu)選為190r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)丁二醇的方法，其特征在于，在其步驟為( 中，在 搖瓶培養(yǎng)中，所述的搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基中的組分按重量百分比優(yōu)選為，蔗糖9 %，蔗糖單獨配制以及單 獨滅菌，蛋白胨2%，酵母粉0. 5%，檸檬酸1 %，硫酸錳0. 01 %，磷酸二氫鉀0. 05%，硫酸鎂 0. 05%，硫酸亞鐵0. 002%，水87. 388%;滅菌前用氫氧化鈉溶液將發(fā)酵液調(diào)至pH值優(yōu)選為7.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)丁二醇的方法，其特征在于，在其步驟為( 中，在搖瓶培養(yǎng)中，溫度優(yōu)選為30°C，轉(zhuǎn)速優(yōu)選為190r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)丁二醇的方法，其特征在于，在其步驟為( 中，在 3. 7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)中，所述的3. 7L生物反應(yīng)器發(fā)酵培養(yǎng)基中的組分按重量百分比優(yōu)選為，蔗糖9 %，蔗糖單 獨配制以及單獨滅菌，蛋白胨2 %，酵母粉0.5%，檸檬酸1 %，硫酸錳0.01%，磷酸二氫鉀 0. 05%,硫酸鎂0.05%，硫酸亞鐵0. 002%，醋酸鉀0.6%，硝酸鈉0. 2%，水86. 588% ；滅菌 前用氫氧化鈉溶液將發(fā)酵罐中的發(fā)酵液調(diào)至PH值優(yōu)選為7. 2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)丁二醇的方法，其特征在于，在其步驟為( 中，在 3. 7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)中，所述的3. 7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)條件為發(fā)酵溫度優(yōu)選為30°C，通氣流量lvvm，氣壓0. 15。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)丁二醇的方法，采用種子培養(yǎng)基活化粘質(zhì)沙雷氏菌，再分別進行搖床培養(yǎng)和3.7L生物反應(yīng)器培養(yǎng)，從而制得含有含有2，3-丁二醇的發(fā)酵培養(yǎng)液。本發(fā)明的優(yōu)點提高了2，3-丁二醇的產(chǎn)量，轉(zhuǎn)化率以及生產(chǎn)能力，解決了菌體污染和資源的回收利用問題；可以節(jié)能減排。
文檔編號C12R1/43GK102041278SQ20091019687
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日 公開號200910196877.發(fā)明者翟育明 申請人:翟育明