專利名稱：可完全生物降解聚酯聚3－羥基丁酸酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備聚酯聚3一羥基丁酸酯的方法，是一種采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯的方法，具體地說，是一種廉價的可完全生物降解的聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，
背景技術(shù)：
隨著塑料用品的與日俱增，廢棄塑料所造成的“白色污染”已成為世界性公害，開發(fā)可完全生物降解塑料已成為世界范圍的研究熱點。聚羥基脂肪酸酯(PHAs)是一類近年來在國際上受到普遍關(guān)注的熱塑性聚酯，因為它可以完全被生物降解為二氧化碳和水，同時有較高的生物相容性和憎水性，適于作為生物醫(yī)藥材料和包裝材料，而不會對環(huán)境造成污染。聚3一羥基丁酸酯是目前研究較多的一種聚羥基脂肪酸酯，通常采用生物發(fā)酵法生產(chǎn)，但由于傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯成本較高，因此限制了聚3一羥基丁酸酯的工業(yè)化應(yīng)用。鑒于上述各因素，能夠獲得一種低成本的生產(chǎn)工藝將會大大促進(jìn)聚3一羥基丁酸酯的工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)原料價格低，工藝簡單、成本低、發(fā)酵水平高，制得的產(chǎn)品用途廣的可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，是采用微生物發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯，其特征是在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入能實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯高密度、高表達(dá)的營養(yǎng)豐富的復(fù)配有機(jī)氮源，復(fù)配有機(jī)氮源以低成本啤酒酵母為原料。
本發(fā)明中所述的復(fù)配有機(jī)氮源為啤酒酵母自溶液與玉米漿的混和物，啤酒酵母自溶液與玉米漿兩者混和比例為1∶1～1∶10。啤酒酵母自溶液采用廢啤酒酵母，并經(jīng)自溶工藝生產(chǎn)。啤酒酵母自溶工藝為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入0.1％～1％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)0.2～1小時后，離心洗滌1～3次，向酵母泥中加入1∶1～1∶5(體積比)的水，并加入0.5～1％氯化鈉，50～60℃攪拌自溶12至36小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
本發(fā)明中所述的啤酒酵母自溶工藝可為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入0.5％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)0.5小時后，離心洗滌1～2次，向酵母泥中加入1∶1～1∶3(體積比)的水，并加入0.5～1％氯化鈉，50～60℃攪拌自溶20至30小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
本發(fā)明有益效果為生產(chǎn)原料價格低廉，營養(yǎng)豐富，生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低、發(fā)酵水平高。制得的產(chǎn)品可用做生物醫(yī)藥材料、包裝材料、一次性用品等。本發(fā)明采用廉價的啤酒酵母自溶液和玉米漿為發(fā)酵原料，并通過兩者之間的合理搭配，從而提供微生物在發(fā)酵培養(yǎng)過程中所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，以實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯的高密度、高表達(dá)和低成本發(fā)酵培養(yǎng)。其中啤酒酵母自溶液為經(jīng)過特定的工藝制得，克服了傳統(tǒng)自溶工藝中加入的自溶促進(jìn)劑對微生物生長的影響。能提高發(fā)酵產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明采用微生物發(fā)酵生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯，在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入啤酒酵母自溶液和玉米漿，并通過調(diào)整啤酒酵母自溶液與玉米漿的合理配比，以滿足微生物培養(yǎng)過程中所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，從而達(dá)到高產(chǎn)PHB(聚3一羥基丁酸酯)的目的。啤酒酵母自溶液為采用廢啤酒酵母經(jīng)過特定的自溶工藝獲得，不含有影響微生物生長的自溶促進(jìn)劑。
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明
具體實施例方式實施例一是采用微生物發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入能實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯高密度、高表達(dá)的營養(yǎng)豐富的復(fù)配有機(jī)氮源，經(jīng)過48小時的發(fā)酵培養(yǎng)，細(xì)胞濃度達(dá)到120g/L，PHB含量75％。
所述的復(fù)配有機(jī)氮源為啤酒酵母自溶液與玉米漿的混和物，啤酒酵母自溶液與玉米漿兩者混和比例約為1∶1。啤酒酵母自溶液采用廢啤酒酵母，并經(jīng)自溶工藝生產(chǎn)。啤酒酵母自溶工藝為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入0.1％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)0.2小時后，離心洗滌1或2次，再向酵母泥中加入約1∶1(體積比)的水，并加入0.5％的氯化鈉，在50℃溫度下攪拌自溶約12小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
實施例二
是采用微生物發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入能實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯高密度、高表達(dá)的營養(yǎng)豐富的復(fù)配有機(jī)氮源，經(jīng)過50小時的發(fā)酵培養(yǎng)，細(xì)胞濃度達(dá)到125g/L，PHB含量80％。
所述的復(fù)配有機(jī)氮源為啤酒酵母自溶液與玉米漿的混和物，啤酒酵母自溶液與玉米漿兩者混和比例為1∶5。啤酒酵母自溶液采用廢啤酒酵母，并經(jīng)自溶工藝生產(chǎn)。啤酒酵母自溶工藝為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入0.5％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)0.5小時后，離心洗滌1或2～3次，再向酵母泥中加入約1∶2(體積比)的水，并加入0.8％的氯化鈉，在55℃溫度下攪拌自溶約24小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
實施例三是采用微生物發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入能實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯高密度、高表達(dá)的營養(yǎng)豐富的復(fù)配有機(jī)氮源，經(jīng)過55小時的發(fā)酵培養(yǎng)，細(xì)胞濃度達(dá)到130g/L，PHB含量83％。
所述的復(fù)配有機(jī)氮源為啤酒酵母自溶液與玉米漿的混和物，啤酒酵母自溶液與玉米漿兩者混和比例約為1∶10。啤酒酵母自溶液采用廢啤酒酵母，并經(jīng)自溶工藝生產(chǎn)。啤酒酵母自溶工藝為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入1％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)1小時后，離心洗滌2～3次，向酵母泥中加入約1∶5(體積比)的水，并加入約1％氯化鈉，在約60℃下攪拌自溶約36小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
實施例四是采用微生物發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入能實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯高密度、高表達(dá)的營養(yǎng)豐富的復(fù)配有機(jī)氮源，經(jīng)過60小時的發(fā)酵培養(yǎng)，細(xì)胞濃度達(dá)到135g/L，PHB含量85％。
所述的復(fù)配有機(jī)氮源為啤酒酵母自溶液與玉米漿的混和物，啤酒酵母自溶液與玉米漿兩者混和比例約為1∶3。啤酒酵母自溶液采用廢啤酒酵母，并經(jīng)自溶工藝生產(chǎn)。啤酒酵母自溶工藝為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入0.3％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)0.3小時后，離心洗滌1～3次，向酵母泥中加入約1∶3(體積比)的水，并加入約1％氯化鈉，在約50℃下攪拌自溶約20小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
實施例五是采用微生物發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入能實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯高密度、高表達(dá)的營養(yǎng)豐富的復(fù)配有機(jī)氮源，經(jīng)過58小時的發(fā)酵培養(yǎng)，細(xì)胞濃度達(dá)到140g/L，PHB含量85％。
所述的復(fù)配有機(jī)氮源為啤酒酵母自溶液與玉米漿的混和物，啤酒酵母自溶液與玉米漿兩者混和比例約為1∶8。啤酒酵母自溶液采用廢啤酒酵母，并經(jīng)自溶工藝生產(chǎn)。啤酒酵母自溶工藝為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入0.8％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)0.7小時后，離心洗滌約2次，向酵母泥中加入約1∶8(體積比)的水，并加入約0.6％氯化鈉，在約58℃下攪拌自溶約18～20小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
權(quán)利要求
1.一種可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，是采用微生物發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯，其特征是在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入能實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯高密度、高表達(dá)的營養(yǎng)豐富的復(fù)配有機(jī)氮源，復(fù)配有機(jī)氮源以低成本啤酒酵母為原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，其特征是復(fù)配有機(jī)氮源為啤酒酵母自溶液與玉米漿的混和物，啤酒酵母自溶液與玉米漿兩者混和比例為1∶1～1∶10。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，其特征是啤酒酵母自溶液采用廢啤酒酵母，并經(jīng)自溶工藝生產(chǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，其特征是啤酒酵母自溶工藝為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入0.1％～1％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)0.2～1小時后，離心洗滌1～3次，向酵母泥中加入1∶1～1∶5(體積比)的水，并加入0.5～1％氯化鈉，50～60℃攪拌自溶12至36小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，其特征是啤酒酵母自溶工藝為先將廢啤酒酵母進(jìn)行離心洗滌，再加入0.5％的碳酸鈉，攪拌反應(yīng)0.5小時后，離心洗滌1～2次，向酵母泥中加入1∶1～1∶3(體積比)的水，并加入0.5～1％氯化鈉，50～60℃攪拌自溶20至30小時，離心棄去啤酒渣即得啤酒酵母自溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，其特征是一種可完全生物降解聚酯聚3一羥基丁酸酯的制備方法，是采用微生物發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)聚3一羥基丁酸酯，其特征是在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入能實現(xiàn)聚3一羥基丁酸酯高密度、高表達(dá)的營養(yǎng)豐富的復(fù)配有機(jī)氮源，復(fù)配有機(jī)氮源以低成本啤酒酵母為原料。本發(fā)明的有益效果為生產(chǎn)原料價格低廉，營養(yǎng)豐富，生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低、發(fā)酵水平高。制得的產(chǎn)品可用做生物醫(yī)藥材料、包裝材料、一次性用品等。
文檔編號C08G63/00GK1618831SQ200410064809
公開日2005年5月25日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者劉正光, 于慧敏, 端木勉, 冒永松, 李強(qiáng), 沈忠耀, 夏宏蘭 申請人:江蘇南天集團(tuán)股份有限公司, 清華大學(xué)